JPH07152837A - スマートカード - Google Patents

スマートカード

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JPH07152837A
JPH07152837A JP24491994A JP24491994A JPH07152837A JP H07152837 A JPH07152837 A JP H07152837A JP 24491994 A JP24491994 A JP 24491994A JP 24491994 A JP24491994 A JP 24491994A JP H07152837 A JPH07152837 A JP H07152837A
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JP
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smart card
party
password
owner
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JP24491994A
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Richard Mandelbaum
マンデルバウム リチャード
Stephen A Sherman
アンドリュー シャーマン スティーヴン
Diane R Wetherington
アール．ウェザリントン ダイアン
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AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
AT&T Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 セキュリティの問題を克服し、リモート発給
が可能であるような、複数のサービス提供者のサービス
をのせたスマートカードを実現する。 【構成】 スマートカードは、発行者、保有者およびサ
ービス提供者に関するメモリとプロセッサとを有し、さ
らに、発行者によってのみ制御される特性を有するファ
イルから始まるツリー状ファイル構造を有するオペレー
ティングシステムと、ツリー状ファイル構造の一部を形
成しそれぞれ発行者によってのみ制御される特性を有す
る複数の実行可能ファイルを有する。オペレーティング
システムはさらに、発行者、保有者およびサービス提供
者という各当事者に対応して、その当事者にのみアクセ
ス可能であり、その当事者が実行可能ファイルにアクセ
ス可能となる前にその当事者によってアクセスされる各
当事者ごとのパスワードファイルを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スマートカードに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロエレクトロニクスにおける進展
により、小さい空間内に多大な計算能力を備えることが
可能となっている。実際、クレジットカード内に実質的
にコンピュータ全体を入れることが可能となっており、
これによって「スマートカード」が作成されている。ス
マートカードの大きな処理能力およびメモリ能力のため
に、スマートカードは従来のクレジットカードにとって
代わり、代表的には、所定の口座から引き落としするカ
ード保有者の権利を確認するために使用されることが期
待されている。スマートカードは、スマートカードの所
持者が正当な保有者であることの高水準の保証を提供す
る。これは、従来のクレジットカードの主要な問題を解
決する。さらに、スマートカードは、口座から引き落と
す（口座に振り込む）ための「許可証」以上のものとな
る。例えば、スマートカードは、事前に承認されたクレ
ジットを「運ぶ」ことができる。
【０００３】スマートカードが約束を果たすことを可能
にするには、スマートカード内のコンピュータが不正用
途に使用し得ないことが確実であるとサービス提供者が
感じなければならない。この必要を満たすためにいくつ
かの方法が既に使用されている。第１に、スマートカー
ドには、電源ポートと単一の情報通過ポートが備えられ
る。第２に、スマートカードに埋め込まれたコンピュー
タは、コンピュータに送られる命令がカードの目的およ
びセキュリティ指針に対して有害な動作を実行しないこ
とを保証するオペレーティングシステムの制御下で動作
する。すなわち、許容されたデータ領域を読み出す命令
および変更する命令のみが可能である。第３に、今日の
スマートカードの発行者は、リモート通信を通じてでは
なく、提供者の構内でカードを使用することを主張して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在のスマートカード
のメモリは、複数のサービス提供者のプログラムおよび
データを保持するのに十分な大きさである。すなわち、
単一のスマートカード上に、例えば、ビザ、アメリカン
・エクスプレス、およびマスターカードが共存するのに
十分な大きさのメモリがある。しかし、商業的な意味で
は、複数のサービス提供者のサービスをのせることに成
功したスマートカードはまだ開発されていない。この状
況は、いくつかのセキュリティ問題が解決していないた
めであると考えられる。例えば、だれがカードの所有者
であるか、および、スマートカードのメモリ内のすべて
のファイルに対して所有者はどのような権限を有するか
に関して問題が生じる。商業的に言えば、他のサービス
提供者が求めるセキュリティに一致しないスマートカー
ドには、スマートカードの所有者（これもサービス提供
者であることもある）はどの程度の権限を有するかとい
う問題である。これは信用の問題である。
【０００５】第２の問題点は、リモート発給に関するも
のである。特に、カードを提供者のところに持って行く
ことによってのみサービスがインストールされるように
することをスマートカード保有者に要求することは望ま
しくない。また、スマートカード上のサービスのうちの
１つがキャンセルされるときにスマートカードの引き渡
しを要求することも望ましくない。むしろ、商業的成功
のためには、リモート発給を可能にすることが望まし
く、おそらく本質的でさえある。
【０００６】リモート発給の問題点が解決すると、第３
の問題点は、旧サービスがキャンセルされ新サービスが
インストールされる際に保有者のスマートカード内の空
間を再使用する必要に関するものである。
【０００７】第４の問題点は、競合サービス間の商業的
衝突と、顧客が競合サービスにアクセスすることを制限
するよう提供者が所望することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題点は、サービ
ス提供者またはスマートカードの所有者が、事前に許可
なく、既存の各サービス提供者のためにまたは既存の各
サービス提供者によって作成されたファイルにアクセス
することなく、異なるサービス提供者がスマートカード
上で共存することを可能にするオペレーティングシステ
ムによって解決される。
【００１０】スマートカードのオペレーティングシステ
ムは、ＵＮＩＸ（ＵＮＩＸシステム・ラボラトリーズの
登録商標）にやや似ており、スマートカードの発行者／
所有者によって所有されるルートディレクトリを有し、
各サービス提供者は発行者／所有者によってインストー
ルされる「ユーザ」である。このような各ユーザには、
ルートディレクトリのサブディレクトリが与えられ、そ
のサブディレクトリ内にユーザはファイルおよびファイ
ルを含むサブディレクトリを、ユーザが必要とするだけ
作成する。
【００１１】オペレーティングシステムは、スマートカ
ードの発行者／所有者およびスマートカードの保有者を
含むスマートカードの全ユーザに対して、ユーザが、所
有するファイルに他のユーザからアクセスできないよう
にすることを選択した場合に、そのようなアクセスがで
きないようにする。この排他能力は、ユーザによって所
有され、スマートカードの発行者／所有者を含む他のユ
ーザは変更できないパスワードファイルによって実現さ
れる。オプションとして、スマートカードの発行者／所
有者には、与えられたユーザのすべてのファイルを消去
する能力が与えられる。
【００１２】また、オペレーティングシステムは、ディ
ジタル署名つき通信手段と、完全暗号化通信手段とを有
する。この機能は、リモート通信における信頼性を与え
る。リモート通信により、リモート発給と、各スマート
カードに含まれるすべてのサービスを追跡するデータベ
ースの効果的な保守と、スマートカードの紛失または一
般的故障の場合のスマートカードの再発給とが可能とな
る。
【００１３】
【実施例】いくつかのスマートカードオペレーティング
システムが既に知られている。１つの例は、米国特許第
４，８１６，６５３号（発明者：アンダール(Anderl)
他、発行日：１９８９年３月２８日）に記載されてい
る。以下で説明するオペレーティングシステムは、その
オペレーティングシステムおよび周知のＵＮＩＸオペレ
ーティングシステムと多くの類似点を有する。ここで説
明するスマートカードオペレーティングシステムの理解
を助けるため、ＵＮＩＸオペレーティングシステムのい
くつかの周知の事項を簡単に説明しておく。
【００１４】［ＵＮＩＸオペレーティングシステム］Ｕ
ＮＩＸオペレーティングシステムはファイルの集合から
なる。ファイルのうちのいくつかは、関連するファイル
に関する情報を主に含み、ディレクトリファイルまたは
ディレクトリと呼ばれる。他のファイルはユーザデータ
を含み、「通常」ファイルという。また、ＵＮＩＸオペ
レーティングシステムでは、ユーザは、ファイルの「ｏ
ｗｎｅｒ（所有者）」であるか、ファイルによって認識
される指定された「ｇｒｏｕｐ（グループ）」に属する
か、または、「ｏｔｈｅｒ」に属することができる。各
ファイルは、所有権、３種類のユーザに関する情報アク
セス能力などのようなファイル特徴を指定するデータ部
分を含む。ファイルの所有者はすべてのファイル特徴を
変更することができる。
【００１５】構造的には、最初のファイルはルートディ
レクトリファイルである。このディレクトリの所有者で
あるユーザは、実際、オペレーティングシステム全体の
所有者である。このユーザはルートファイルによって指
される他のファイルを作成することができる。そのファ
イルは、他の「ディレクトリ」ファイルであることも
「通常」ファイルであることも可能であり、ツリー上構
造においてルートディレクトリの「下」にあるとみなさ
れる。
【００１６】多くのＵＮＩＸオペレーティングシステム
では、ルートの下のディレクトリのうちの１つは「ｅｔ
ｃ」と命名され、このディレクトリはその下に「ｐａｓ
ｓｗｄ」というファイルを有する。このファイルの全ア
ドレスすなわちパス名は「／ｅｔｃ／ｐａｓｓｗｄ」で
ある（パス名の最初のファイル「／」はルートアドレス
を表す）。「ｅｔｃ」および「ｐａｓｓｗｄ」ファイル
は、一般にルートと呼ばれルートディレクトリの所有者
でもあるシステム管理者によって所有される。「ｐａｓ
ｓｗｄ」ファイルはルートのパスワードの暗号化表現を
含み、オペレーティングシステムへのルートのアクセス
はルートがパスワードを提示することによってログイン
した後でのみ許される。提示されるパスワードは暗号化
され、「ｐａｓｓｗｄ」ファイルに格納された暗号化パ
スワードと比較される。比較が成功した場合、ユーザは
認められ、他のファイルへのアクセスを許可される。す
なわち、このユーザは「ログイン」したことになる。
【００１７】ルートが、ルートディレクトリの下にサブ
ディレクトリを作成し、そのサブディレクトリの所有権
を他のユーザに割り当てることにより、マルチユーザ機
能を実現することができる。次に、ルートは、「ｐａｓ
ｓｗｄ」ファイル内にそのユーザのパスワードをインス
トールし、そのユーザがそのパスワードを提示したとき
にそのサブディレクトリファイルにおいてシステムに入
ることを可能にする。このユーザは自己のパスワードを
変更する能力を有するが、それはオペレーティングシス
テムによって提供されるコマンドを通じてのみ可能であ
る。そのパスワードは、システムにおいて、暗号化され
た形式でのみ、かつ、「ｐａｓｓｗｄ」ファイル内にの
み存在する。このアーキテクチャを図１に示す。
【００１８】ログインプロセスは次のように要約するこ
とができる。ＵＮＩＸオペレーティングシステムのもと
で動作するコンピュータは、コンピュータの入力ポート
をスキャンするループを実行することによって始動す
る。ユーザによる接続が検出されると、制御は、そのル
ープからそのユーザとの対話を開始したプログラムに移
る。そのプログラムは「ｌｏｇｉｎ：」メッセージをユ
ーザに送り、ユーザの応答を待つ。ユーザが、例えばス
トリング「ｈｔｂ」を返すことによって、自己を表示
し、これが、そのユーザをオペレーティングシステムに
対して識別させる。次に、プログラムは、要求メッセー
ジ「Ｐａｓｓｗｏｒｄ：」を出し、ユーザはパスワード
ストリングを提示しなければならない。プログラムはそ
のパスワードストリングを暗号化し、それを、「／ｅｔ
ｃ／ｐａｓｓｗｄ」ファイル内にあるその識別したユー
ザの暗号化パスワードと比較する。一致した場合、ユー
ザは真正であると判定され、制御はルートによって所有
されるファイル（代表的には、「．ｐｒｏｆｉｌｅ」と
命名されている）に渡される。このファイルはそのユー
ザに対してさまざまなパラメータを設定し、制御を、ユ
ーザによって所有されるもう１つのファイル（代表的に
はこれも「．ｐｒｏｆｉｌｅ」と命名されるが、このフ
ァイルはそのユーザによって所有されるディレクトリ内
にある）に渡される。そのユーザの「．ｐｒｏｆｉｌ
ｅ」内にある命令が実行された後、コンピュータはルー
プに入り、ユーザからの次の命令を待つ。
【００１９】ルートは、「ｐａｓｓｗｄ」ファイルを含
めて、オペレーティングシステムを構成するすべてのフ
ァイルの所有者である。従って、ルートは、任意のファ
イルを変更することが可能であり、従って「スーパーユ
ーザ」である。ルートによって所有されていないファイ
ルであっても、ルートのコマンドに従うことが重要であ
る。それは、ルートが、「ｐａｓｓｗｄ」ファイルとと
もに、ルートの能力を制御するファイルをも一般的に変
更する能力を有するためである。この能力によって、ル
ートはパスワードを変更する能力を有し、従って、ルー
トは常にファイルの所有者になることができる。従っ
て、ルートに所有者のすべての能力を直接持たせること
は意味がある。簡潔に言えば、ルートは、システム内の
すべてのファイルの絶対的制御および全情報を有する。
【００２０】（正確なパスワードを提示することによっ
て）ログインすることができることに加えて、ユーザに
は、ファイルの読み出し、ファイルへの書き込み、ファ
イルの実行（すなわち、プログラム制御をファイルに渡
すこと）の能力が与えられる。（指定したファイルにプ
ログラム制御を渡す能力がなければ、何も行うことがで
きない。）プログラムを実行することは、制御をファイ
ルに渡すことにほかならないからである。ルートはシス
テムのすべてのファイルにアクセスすることができるた
め、ルートはすべてのファイルを読み出し、書き込み、
実行することができる。
【００２１】ＵＮＩＸオペレーティングシステムのすべ
てのシステム提供の命令は、単に実行可能なファイルで
あり、これらのファイルは、そのファイルがどこにある
かをシステムが知っている限り、どのディレクトリにも
存在することができる。既に述べたように、ルートはそ
のようなすべてのディレクトリおよびファイルを所有す
る。ルートはそれらのすべてのディレクトリおよびファ
イルの読み出しおよび実行の許可を制御するため、ルー
トは、単にファイルの許可（パーミション）を制限する
ことによって、任意のユーザ（必要な場合には、自分自
身を含めて）が、任意のファイルを実行しないように制
限することが可能である。これにより、ルートは、ユー
ザの特定のグループによる実行が制限されたファイルの
カスタム化したセットを作成することができる。換言す
れば、ルートは、システムで利用可能なすべてのコマン
ドより少ないコマンドを含む、さまざまな制限されたオ
ペレーティングシステム、すなわち、「制限シェル」を
作成することができる。
【００２２】［スマートカードオペレーティングシステ
ム］ＵＮＩＸオペレーティングシステムでルートが有す
る絶対的な能力は、スマートカードには不適当である。
明らかに、ビザ、マスターカード、およびアメリカン・
エクスプレスのような提供者は相互にルートであること
を許容しないであろうが、明白に十分なセキュリティ手
段がなければ、それら以外の第三者がルートとなること
も望まないと考えられる。これは、スマートカードが、
受けるべき商業的成功を収めない問題点の一部である。
【００２３】図２に、このサービス提供者の敏感さに対
応する構造を示す。図２の構造によれば、ルートは、ル
ートディレクトリおよび作成したい任意の数のファイル
（ディレクトリファイルまたは通常ファイル）を所有す
る。例えば、図２は、ルートディレクトリファイル１０
を含み、その下には、「．ｐｒｏｆｉｌｅ」ファイル１
１、「ｐａｓｓｗｄ」ファイル１２、「ｌｏｇ」ファイ
ル１７、「ｆｉｌｅｘ」ファイル１３、「ｆｉｌｅｙ」
ファイル１４、および「ＩＤ」ファイル１８がある。ル
ートの下にはいくつかのサブディレクトリも存在し、そ
れぞれユーザ（サービス提供者）の「ＨＯＭＥ」ディレ
クトリとして使用される。例えば、図２は、「ｈｔｂ」
という名前（スマートカードの保有者）のディレクトリ
ファイル１５、「ｂａｎｋＡ」という名前のディレクト
リファイル２０、および、「ａｉｒｌｉｎｅＡ」という
名前のディレクトリファイル２５を含む。各ディレクト
リは、対応するユーザのＨＯＭＥディレクトリの下に、
「ｐａｓｓｗｄ」ファイル（それぞれ１６、２１、およ
び２６）と、「．ｐｒｏｆｉｌｅ」ファイルを含む。パ
スワードファイルのこの配置はいくつかの利点を有する
が、これは必須ではない。重要なことは、このような各
パスワードファイルの所有権はそのファイルおよびその
うえのディレクトリに対応するユーザに割り当てられる
ことである。ディレクトリ１５、２０および２５の所有
権を各ユーザに与えることも有益である。
【００２４】図２は、もう１つの重要なディレクトリ
（およびユーザ）を含む。それは、「Ｖｉｓｉｔｏｒ」
ディレクトリ３０であり、これは、スマートカードと対
話したい非サービス提供者のエントリポイントである。
【００２５】図２のファイルアーキテクチャは、ＵＮＩ
Ｘオペレーティングシステムとは異なるオペレーティン
グシステムと結合される。図２の構造のオペレーティン
グシステムは、主に、そのオペレーティングシステムで
はルートが所有しないファイルを変更する能力がルート
には与えられないという点でＵＮＩＸオペレーティング
システムとは異なる。この機能がルートによって迂回さ
れないことを保証するために、このオペレーティングシ
ステムでは、ルートが、オペレーティングシステムを定
義するいくつかのファイルを変更することを許容しない
（ある意味では、ルートはそれらのファイルを所有しな
い）。この結果を実現する１つの手段は、それらの非ル
ート所有オペレーティングシステムファイルを読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）に格納することである。少なくと
も、このＲＯＭは、ファイルへの書き込みを行うコマン
ド／モジュール／ファイルを含む。特に、ファイルへの
書き込みは、ファイルの所有者が指定したものに制限さ
れ（ファイルの所有者は、最初は、そのファイルを作成
したユーザである）、ルートは単に他のユーザとして扱
われる。ファイルへの書き込みを行うコマンドは、例え
ば、ファイルの移動、ファイルのコピー、ファイルの保
存、ファイル属性（例えば所有権）の変更、およびファ
イル名の変更のようなオペレーティングシステムコマン
ドである。（各スマートカードに固有であるため）ＲＯ
Ｍ（さらに一般的には「一回書き込み」メモリ）にイン
ストールされる他の事項は、ルートパスワードおよびス
マートカードのＩＤ情報（すなわち、ファイル１２およ
び１８）である。ＩＤ情報は、単に任意のストリングで
あることも、保有者の名前を含むことも可能である。保
有者の名前を含むことは、おそらくは、ＩＤ情報を得た
商人には望ましい。実際には、ルートパスワードおよび
スマートカードのＩＤはいずれもルートディレクトリ
（すなわち、ブロック１０）を構成するファイルに格納
することが可能である。図２では、説明のために、これ
らは独立のファイルとなっている。
【００２６】いくつかの実施例では、１つのファイル書
き込み能力がルートに与えられ、これは、任意のファイ
ルを全体として削除する能力である（そして、そのプロ
セスで、実質的には、削除されたファイルが指している
ファイルを削除する）。これには、ディレクトリファイ
ルおよび通常ファイルが含まれ、ルートが所有するファ
イルにもルートが所有しないファイルにも適用される。
このような能力は、与えられたサービス提供者がスマー
トカードの保有者にもはやサービスを提供していないと
きにメモリ空間が再使用されるような実施例で与えられ
ることが可能である。
【００２７】図２のオペレーティングシステムと標準的
なＵＮＩＸオペレーティングシステムのもう１つの相違
点は、前者が、ルートによって所有されるファイルに
（例えば「ｆｉｌｅｘ」１３に）インストールされた暗
号キー対を含み、このキー対は各スマートカードに固有
であるという点である。この対は、スマートカードによ
って秘密に保持される私的キーｆと、スマートカードが
秘密に保持するようには注意しない公開キーｇとを含
む。もちろん、両方のキーは、スマートカードのルート
ユーザ（すなわち、スーパーユーザ）でもあるスマート
カードの所有者／発行者には最初から既知であるが、ル
ートは私的キーを保持する必要はない（そしておそらく
その情報を破壊することを選択することになる）。この
キー対はルートのパスワードを含むメモリのような適当
なメモリに「焼き付けられ」、または、ルートディレク
トリを定義するファイルに含められることも可能であ
る。公開キー暗号化については後でさらに詳細に説明す
る。
【００２８】ユーザのディレクトリのパスワードがその
ユーザによって所有されるファイルに格納されるという
ことは、ＵＮＩＸオペレーティングシステムと図２のオ
ペレーティングシステムの重要な相違点である。これら
のパスワードをそのファイルの所有者以外の者が読み出
すことができないということは、そのパスワードを暗号
化しない形式で格納することを可能にする。書き込みに
対する制限とともにこの構成によって、ルートは任意の
ファイル（通常ファイルまたはディレクトリファイル）
の所有者になることはできなくなり、従って、ルートは
ファイルの所有者によって設定された許可を迂回するこ
とができなくなる。この重要な相違点によって、あるユ
ーザのファイルは、ルートおよび他のユーザに対して完
全に不透明となる。このようにして、図２の構成は、サ
ービスの提供者とスマートカードの発行者／所有者の間
の「信頼問題」を克服する。
【００２９】［取引セキュリティ］解決すべき次の問題
はスマートカードの取引セキュリティである。この概念
は、スマートカードの保有者またはサービス提供者に悪
影響を及ぼすような無許可の取引が起こらないことを保
証するために、スマートカードのオペレーティングシス
テムによって、および、通信プロトコルに同意した者に
よって、使用される手段を含む。これは、ルート、保有
者、サービス提供者、ビジター（Ｖｉｓｉｔｏｒ）ユー
ザ、または侵入者による活動を含む。（侵入者とは、ス
マートカードと他者の間の通信セションに介入し、自己
のメッセージを真のメッセージと置き換える者のことで
ある。）
【００３０】侵入者に対抗する１つの方法は、日付およ
び時刻のタイムスタンプを含むメッセージを構成し、メ
ッセージの少なくともその部分を暗号化することであ
る。また、必要な場合には、通信プロトコルが、確認シ
ーケンス（これはセションごとに異なる）を当事者間で
交換することを要求することも可能である。また、パス
ワードのような微妙な情報の明文でのフローを最小にす
るのも有効な一般的方法である。これらの技術は、後述
のログインおよび通信プロトコルで使用される。
【００３１】［暗号化］暗号化の分野は新しくない。以
下の説明は、単に、本発明のスマートカードに関連して
使用可能な２つの暗号化方式の要約である。
【００３２】周知のように、暗号化のための「秘密共
有」方式は、２つの通信者が秘密の関数ｆを共有するこ
とを要求する。メッセージｍを送信したいほうの側は、
その秘密関数でそのメッセージを暗号化して暗号化メッ
セージｆ（ｍ）を形成する。この暗号化メッセージは送
信され、受信側は関数ｆ（ｆ（ｍ））を形成することに
よって受信した信号を復号する。関数ｆは、ｆ（ｍ）か
らメッセージｍを発見することが計算量的に非常に困難
であるが、その関数を２回適用することによってもとの
メッセージが復元されるような関数（すなわち、ｆ（ｆ
（ｍ））＝ｍ）である。
【００３３】暗号化のための「秘密共有」方式は非常に
有効であるが、その弱点は、秘密関数を通信する（すな
わち、共有する）必要があることである。その関数が伝
送されているときの稀な通信セション中にその共有の秘
密が傍受者によって取得されてしまうと、もはやそれは
秘密ではなくなる。
【００３４】公開キー暗号化では、各当事者はキーの対
ｆおよびｇのうちの一方を保持する。特に、一方の当事
者が一方のキー（ｆ）を秘密に保持し、それを通信する
ことはないが、他方のキー（ｇ）は、すべての者に知ら
せる。従って、キーｇは「公開され」、キーｆは「私
的」である。対ｆおよびｇは次の３条件を満たすような
ものである。 １．ｇ（ｆ（ｍ））＝ｍ。 ２．ｇが既知である場合でも関数ｆは決定することがで
きない。 ３．ｆ（ｍ）からメッセージｍを決定することは計算量
的に実現不可能である。
【００３５】公開キー方式は、前述のキー分配／管理の
問題を解決するが、この方法は１つの欠点を有する。そ
れは、公開キーの暗号化および復号が共有キー方式より
も遅い（より多くの計算時間を必要とする）ということ
である。
【００３６】スマートカードに関しては、通信速度は、
スマートカードと通信している当事者の種類に基づい
て、異なる重要度を有する。スマートカードの発行者／
所有者およびサービス提供者に関しては、通信は稀であ
ることが予想され、従って、処理時間は「最重要」では
ないため、低速度は主要な欠点ではない。しかし、それ
以外の者（すなわち、ビジターユーザとしてログインす
る商人）との通信では、速度は重要である。
【００３７】速度の問題は、必要であれば、「共有秘
密」方式を公開キー方式と組み合わせることによって解
決される。すなわち、通信を開始するとき、公開キー方
式を使用して一時的な「共有秘密」をスマートカードと
商人の間で通信する。特に、公開キーを有する側は「共
有秘密」を提示し、それを、私的キーを有する側へ通信
する。その後、より高速に、「共有秘密」方式を使用し
て全メッセージを暗号化する。
【００３８】あるいは、（共有秘密を用いて）認証方式
を使用することも可能である。認証方式では、メッセー
ジは明文で送信され、「ディジタル署名」が追加される
（すなわち、「署名される」）。「ディジタル署名」
は、符号化されるメッセージのハッシング（例えば、あ
る数を法としての、メッセージ内の文字のＡＳＣＩＩコ
ードの加算）である。もちろん、侵入者が真のデータを
偽データで置き換えることができないことが保証される
ようなアプリケーションでは、（おそらくは、公開キー
を使用した確認プロセスの後で）情報は明文で送ること
ができる。
【００３９】公開キー方式の使用は、キー管理のほとん
どの問題を解決する。スマートカードと通信したい当事
者の公開キーの初期情報の問題がなお残るが、スマート
カード自体がその情報を提供することができるので、そ
れは問題ではない。
【００４０】［ルートによるログインおよびサービス提
供者／ユーザのインストール］暗号化が安全な通信を保
証するため、スマートカードの発行者／所有者はサービ
スのリモートインストールを信頼することができる。も
ちろん、発行者／所有者（すなわち、ルート）は、最初
に、スマートカードにログインしなければならない。ロ
グインのためのプロトコルを図３に示す。また、サービ
スインストールプロセスのためのプロトコルを図４に示
す。本発明のスマートカードとの間で可能な物理的にリ
モートの接続を図８に示す。
【００４１】図３に示したように、プロセスは、スマー
トカードの所持者（Ｐ）がスマートカード（Ｓ）の真正
な保有者として認証されることから開始する。図３に示
したように、プロセスは、スマートカードからのプロン
プトと、スマートカードに所持者のＰＩＮ（個人識別番
号）を入力することによって開始する。所持者を認証す
るためにスマートカードの処理能力を使用することは、
ＰＩＮを捕捉する可能性のある装置にＰＩＮストリング
を通信する必要がないという点で有利である。Ｐおよび
Ｓが商人の構内に存在するようなアプリケーションであ
っても、商人の装置は、安全にスマートカードとインタ
フェースするスタンドアローン型の装置とすることが可
能である。この装置は、電池で動作し、キーボードおよ
びディスプレイを有し、他のポート、プロセッサ、およ
び書き込み可能メモリを有しないことが確認することが
できる。動作時に、ＰはＳをこのスタンドアローン装置
に挿入し、キーボードでＰＩＮを入力し、スマートカー
ドはそのＰＩＮが正しいかどうかを判定する。正しけれ
ばその装置のディスプレイはメッセージ「ＯＫ」を出力
する。このようなスタンドアローン装置が利用可能でな
い場合（または、例えば所持者の家庭で「ダム」カード
リーダを使用するときのように通信がリモートである場
合）、提示されるＰＩＮはスマートカード内で処理され
るべきであり、スマートカードからの（商人の装置へ
の）「ＯＫ」メッセージは「タイムスタンプ」され、暗
号化される。このことは、適当な暗号化キーが確立され
日付および時刻の情報がＳに伝えられた後まで、ＰがＨ
として確認されることは延期されなければならないこと
を示唆する（これは図３に示した方法ではない）。
【００４２】図３に戻って、一般に、Ｈの真正な地位が
確立された後、Ｓは、ログイン中のユーザが正当なユー
ザであることを確認し、ユーザは、Ｓが正当なスマート
カードであることを確認する。特に、図３のプロトコル
は、全体として、次のように進行する。
【００４３】ａ．Ｓは入力を促し、ＰはＰＩＮストリン
グを提示する。スマートカード内では、ＰＩＮは、保有
者が変更するためにオープンされたルート所有のファイ
ル（例えば、図２のファイル１４）内に存在する。Ｓ
は、提示されたＰＩＮストリングを、格納されているＰ
ＩＮストリングと比較し、一致すれば、ＰはＨとして確
認されたことになる。
【００４４】ｂ．Ｈが確認されると、ＳとＯの間の通信
に注意を向けることができる。Ｓは、そのＩＤ番号と、
ランダムストリングの形式でのパスワードチャレンジＲ
ＮＤ１とをＯに提示することによって自己を表示する。
【００４５】ｃ．ＯはＯのパスワードでＲＮＤ１を暗号
化してストリングＫ1（ＲＮＤ１）を形成し、それをＳ
に返す。このパスワード応答の形式は明白にセションご
とに変化し、Ｏの真のパスワードが侵入者によって盗ま
れないことを保証する。Ｏが所有するすべてのスマート
カードのパスワードをどこに保持し、このようなデータ
ベースはどのくらい安全かという問題が残っている。し
かし、実際にはＯはパスワードのデータベースを保持す
る必要はない。Ｏに必要なのは、Ｓによって供給される
データとともに処理するとスマートカードのパスワード
となる単一のシードのみである。そのデータはＩＤ情報
である。
【００４６】ｄ．スマートカードによって提示されるス
トリングは、常に、同一であるか、Ｏには事前には未知
であるかのいずれかであるため、初期ストリング（Ｉ
Ｄ，ＲＮＤ１）が記録の再生でないことを保証するため
に追加の認証ステップが所望されることもある。これ
は、Ｏが、例えば、そのＩＤとランダムストリングとか
らなるチャレンジメッセージＲＮＤ２をＳに送ることに
よって実現される。
【００４７】ｅ．ＲＮＤ２ストリングに含まれるＩＤに
基づいて、Ｓは、Ｏがユーザであると判定し、必要なキ
ー（例えば、Ｏのパスワード）を取得し、Ｋ1（ＲＮＤ
１）を復号する。復号の結果ＲＮＤ１となると、Ｓは、
Ｏが真正であると判定する。
【００４８】ｆ．その後、ＳはＳのルートパスワードで
ストリングＲＮＤ２を暗号化し、その結果のストリング
Ｋ1（ＲＮＤ２）をＯへ転送する。
【００４９】ｇ．ＯはＫ１（ＲＮＤ２）応答を復号し、
その結果のストリングがＲＮＤ２である場合、ＯはＳが
正当であることに満足する。これでログインプロセスは
終了し、ＯはＳにプロンプトを提示し、サービスの要求
を受ける準備ができた状態になる。
【００５０】上記の「ログイン」プロセスは、アクセス
したいコンピュータが制御するような周知のログインプ
ロセスとは異なるように見えることに気づくかもしれな
い。コンピュータはユーザの初期識別情報を要求し、次
にパスワードを要求する。その初期識別情報に基づい
て、コンピュータはどのパスワードが期待されるかを知
る。一方、スマートカードは、（Ｏとの）通信を開始す
るという意味では制御されているように見える。しか
し、初期識別情報を要求する（情報を得る）代わりに、
スマートカードは、情報すなわちＩＤおよびＲＮＤ１を
提供する。これは、Ｏからの応答が初期識別情報なの
か、それとも、パスワードなのかという問題を引き起こ
す。これがパスワードであれば、Ｓはそのパスワードが
正しいか否かをどのようにして知るのであろうか。その
答えは、Ｏからの応答が３つの目的のために使用される
ということである。Ｏは、（ＲＮＤ１に含まれるＩＤに
よって）初期識別情報の意味で自己を表示し、ＲＮＤ１
を暗号化するために正しいキーを使用することによって
自己を認証し、暗号化モードで返されるＲＮＤ２によっ
てＳの正当性を問う。
【００５１】Ｏがログインされると、Ｈは、サービス提
供者（ＳＰ）によって提供されるサービスのインストー
ルの要求を通信することができる。Ｏによってインスト
ールされるよう要求された特定のサービスに関する通信
は、人間との対話を含むこともあるが、自動化も可能で
ある。例えば、Ｈは、所望されるサービスをＳに通信
し、ＳがＯと通信することが可能である。図４に、サー
ビスのインストールのためのプロトコルを示す。
【００５２】ａ．Ｈはサービス要求をＳに転送する。
【００５３】ｂ．Ｓはこの要求を暗号化し、それをＯへ
転送する。ＯとＳの間の電子通信は、Ｓ内の公開キーの
私的キー要素で暗号化可能である。Ｓはその公開キーを
Ｏに送っておく。あるいは、通信は、スマートカードの
「共有秘密」でも暗号化可能である。「共有秘密」とし
てルートパスワードを選択することが可能であり、また
は、一時的な「共有秘密」を（上記のように、公開キー
暗号化を使用して）ＯからＳへ提供することが可能であ
る。図４では、ルートパスワードを暗号化に使用して、
要求ストリングＫ1（ＲＥＱ）を作成している。
【００５４】ｃ．要求されたサービスを知ると、ＯはＳ
Ｐと交信し、ＳＰがサービスをＨに提供することに同意
することを確認する。
【００５５】ｄ．サービスの提供がＳＰに同意される
と、Ｏは一時的パスワードを選択し、そのパスワードを
ＳＰに（おそらくは暗号化通信によって）通知してか
ら、Ｓ内にＳＰのためのディレクトリおよびパスワード
ファイルを作成する。
【００５６】ｅ．パスワードファイルがＳＰユーザのた
めに設定されると、その一時的パスワードがＳに（上記
のように、暗号化通信によって）送られ、このディレク
トリおよびパスワードファイルの所有権はＳＰに移転さ
れる（このパスワードは、将来のＳＰとの通信セション
において「共有秘密」キーとして利用可能である）。ま
た、ＳＰが必要とするその他のアプリケーションソフト
ウェアはこのときにインストールすることが可能であ
り、Ｏがそれらのファイルを暗号化モードで送信する。
あるいは、アプリケーションソフトウェアはＯによって
インストールされないようにも設定可能である。
【００５７】ｆ．この時点でＨには、最終セットアップ
のためにＳＰと交信するよう通知される。
【００５８】ｇ．Ｈは、図３のようなログインシーケン
スを使用して、ただし、暗号化キーとして一時的ＳＰパ
スワードを使用して、ＳとＳＰの間の通信路を設定す
る。
【００５９】ｈ．ＳＰへのログインが確立すると、Ｓは
サービス要求を送出し、ＳＰは応答して、新しいパスワ
ードと、Ｏによってインストールされなかった必要なフ
ァイルと、データとをインストールする。これでサービ
スインストールプロセスは完了する。
【００６０】［サービス提供者によるサービスの提供］
上記のように、サービス提供者は、単に、スマートカー
ドに割り当てられたディレクトリを有するユーザであ
る。サービス提供者は、プロセッサがスマートカードと
サービス提供者の間の通信を確立するとログインする。
前のように、ログインプロトコルには３つの要素があ
る。 （１）ＳＰは、ＰがＨであることを確定したい。 （２）Ｓは、ログインするユーザが真のＳＰであること
を判定したい。 （３）ＳＰは、正当なＳと通信していることを判定した
い。
【００６１】これらの３つの要素は、図３について説明
したプロトコルで実行される。ログイン成功後にのみ、
サービス要求を進めることができる。サービス要求は、
例えば、ＨがＳＰ（例えば銀行）に、Ｓの「電子財布」
を満たすことにより、Ｓに「お金」をインストールする
ことを要求することである。電子財布の充填とは、例え
ば、単に、ＳＰによって所有されるあるファイルにある
値をインストールすることである。これは図５の流れ図
に示されている。
【００６２】［商人との対話］十分ゆとりがある場合、
スマートカード保有者は、スマートカードとビジター
（Ｖ）ユーザである商人とを対話させたいと思うことが
予想される。上記の方式によれば、このような対話は２
つの方法で可能である。１つは、スマートカードと商人
との直接対話であり、もう１つは、スマートカード、商
人、およびサービス提供者を含む三者間対話である。三
者間対話方式のためのプロトコルは、図６に示すとおり
であり、以下のようになる。
【００６３】ａ．ＰはＳとＶの間に（ＳをＶに渡すこと
によって、または、ＳをＶにリモート接続することによ
って）通信を確立する。
【００６４】ｂ．Ｓは入力を促し、ＰはＰＩＮストリン
グを提示する。これが正しく一致すれば、Ｓは、ＰがＨ
であると判定し、標準の「ログイン」シーケンスに進
み、そのＩＤ情報およびＲＮＤ１を送る。
【００６５】ｃ．ＶはＳＰとの通信路を設定し、ＳＰに
自己を表示し、ＩＤ情報およびＲＮＤ１を中継する。
【００６６】ｄ．ＩＤ情報が与えられると、ＳＰはその
パスワードを（おそらくは、処理とともにシードストリ
ングも使用して）決定し、そのパスワードでＲＮＤ１を
暗号化する。その結果のストリングＫ2（ＲＮＤ１）
が、ランダムストリングＲＮＤ２とともにＳに送られ
る。
【００６７】ｅ．Ｓは、ＳＰがＫ２（ＲＮＤ１）を形成
する際に正しいパスワードを使用したかどうかを判定
し、その結論が真であれば、ＲＮＤ２を暗号化し、その
結果Ｋ2（ＲＮＤ２）をＳＰに転送する。
【００６８】ｆ．ＳＰは、Ｓが正しいパスワードを使用
してＲＮＤ２を暗号化したことを確認すると、プロンプ
トをＶに送り、商人に、Ｓの使用の要求に進むことがで
きることを通知する。
【００６９】ｇ．ＶはＳＰからのアクション（例えば、
ＳＰにあるＨの口座からある値を削除する、または、Ｓ
にありＳＰによって所有されるファイルのある値を変更
する）を要求する。
【００７０】ｈ．ＳＰはその要求を満たし、必要であれ
ば、ＳＰパスワードで暗号化した適当なコマンドをＳに
送る。
【００７１】スマートカードに商人（または、商人の銀
行、もしくは、商人にサービスを提供し商人の代わりを
する者と提携した商人）と直接対話させたい場合、スマ
ートカードと事前に確立した関係を有しない者がスマー
トカードにログインすることを可能にするメカニズムを
確立する必要がある。「ビジター」ユーザディレクトリ
がこの要求を満たし、このユーザはパスワードを有しな
い。結果として、ビジターユーザは非常にセキュリティ
のないユーザであるため、Ｖのアクセスは厳格に制御さ
れなければならない。
【００７２】例えば、解く必要のある１つの問題は、こ
のようなビジターユーザが、商人によって指定されるサ
ービス提供者のみのアプリケーションファイル（プログ
ラム）にアクセスすることができるのか、それとも、す
べてのサービス提供者のアプリケーションファイルにア
クセスすることができるのか、ということである。すべ
てのサービス提供者のアプリケーションファイルへのア
クセスが許可される場合、最も簡単な方式は、ルート
が、パスワードなしでビジターユーザディレクトリを設
定し、ビジターユーザがオペレーティングシステムコマ
ンドの制限されたセットのみを実行することを可能にす
る制限シェルを与えることである。すなわち、変数ＰＡ
ＴＨを、ルートによって所有される１つのディレクトリ
（いくつかのオペレーティングシステムコマンドのみを
含む）と、ＳＰがビジターユーザに実行アクセスを許可
したい実行可能ファイルを含むＳＰサブディレクトリ
（またはサービス提供者／ユーザの選択したサブディレ
クトリ）とを含むように設定する。
【００７３】指定したＳＰのみのアプリケーションファ
イルにアクセスを許可する場合は、もちろん、ＳＰを指
定しなければならず、指定したＳＰの実行可能ファイル
のみを含む手段を設けなければならない。この場合も、
これは制限シェルによって容易に実現され、ＰＡＴＨ変
数は指定したＳＰのディレクトリ（または選択したサブ
ディレクトリ）を含む。プロトコルは、図７に示すとお
りであり、次のようになる。
【００７４】ａ．Ｓは入力を促し、ＰはＰＩＮストリン
グを提示する。これが正しく一致すれば、Ｓは、ＰがＨ
であると判定し、標準の「ログイン」シーケンスに進
み、そのＩＤ情報およびＲＮＤ１を送る。
【００７５】ｂ．Ｖは、パスワードを有しないため、単
にストリングＲＮＤ１を返す。
【００７６】ｃ．この応答によって、Ｓは、ユーザがビ
ジターユーザであることを認識し、公開キーＫpuを送出
する。（公開キーは、ＩＤ情報の一部として既に送って
しまっていることも可能である。）この時点で、Ｓは、
公開キー、ＩＤ情報およびＲＮＤ１を含むメッセージか
ら導出される「ディジタル署名」を送ることもできる。
また、Ｓは、提案する「共有秘密」（図７には図示せ
ず）を構成する暗号化ストリングを送ることもできる。
ディジタル署名は公開キーで暗号化される。
【００７７】ｄ．Ｖは、提供された公開キーを使用して
「ディジタル署名」を解読する。解読した「ディジタル
署名」が適当なストリングと一致した場合、ＶはＲＮＤ
２を送出する。
【００７８】ｅ．Ｓは、公開キーでＲＮＤ２を暗号化
し、Ｋpr（ＲＮＤ２）によって応答する。
【００７９】ｆ．Ｖは、このメッセージをＫpuで復号
し、ＲＮＤ２を取得した場合、Ｓと通信していることを
確定する。
【００８０】ｇ．Ｖは、時刻および日付の情報を、Ｋpu
で暗号化してＳに送り、Ｓはプロンプトを返す。
【００８１】ｈ．Ｖは、同じくＫpuで暗号化して要求
（Ｖが求めるアクションおよび使用されるＳＰを識別す
る）をＳに送信し、Ｓは、指定されたＳＰと交信する許
可によって応答する。この許可は、公開キーＫprで暗号
化される。
【００８２】一般的に、商人は、商人によって提供され
る商品またはサービスと引き換えに、Ｈに属する資金を
得たいと考える。上記のように、銀行のようなサービス
提供者が、ある値を保持する「電子財布」をインストー
ルすることは全く可能である。この値は、サービス提供
者によって所有されるあるファイル内にある。
【００８３】商人は、このファイルにアクセスしたいと
考え、ＳＰ（Ｈと提携している）はこのファイルへのア
クセスを許可するが、その許可は非常に制限され厳格に
制御されてのみなされる。このように、ＳＰは、オペレ
ーティングシステムによって期待される規定の名前で、
あるファイルを作成し、そのファイルに、ある値および
特定のオペレーティングシステムコマンド（これはルー
トによって所有されない）を入れ、そのファイルにアク
セスし、そのファイル内のその値から金額を差し引く。
【００８４】そのようなコマンドの流れ図を図９に示
す。ブロック２００で、コマンドは、ビジターユーザデ
ィレクトリ内の（規定された名前の）ファイルを参照す
ることにより開始する。このファイルは、例えば改行文
字によって区切られた４個のエントリを含まなければな
らず、オペレーティングシステムは、この４個のエント
リが、ａ）日付および時刻と、ｂ）商人のＩＤ（例え
ば、名前、住所、およびおそらくはコード）と、ｃ）差
し引く金額と、ｄ）使用する「電子財布」を有するサー
ビス提供者とからなると仮定する。
【００８６】このファイルが存在しない場合、または、
要求された数のエントリを有しない場合、制御はブロッ
ク２１０に移り、商人（ビジターユーザ）にこの不足を
通知する。ファイルが存在する場合、ブロック２２０
で、コマンドは、サービス提供者（ＳＰ）の「電子財
布」ファイル内の値を読み出す。ブロック２３０は、商
人が引き出したい金額が電子財布内の値より大きいかど
うか評価する。金額のほうが大きい場合、制御はブロッ
ク２４０に移り、拒絶メッセージを構成しそれを商人
に、および、スマートカード内のログファイルに転送す
る。金額が値より低い場合、制御はブロック２５０に移
り、ログファイルで、さまざまな不正の兆候がないかど
うか検査する。これは、実行中のコマンドによって呼び
出される別のコマンドとすることも可能である。図３に
示すように、ブロック２５０は、３種類の出力を生じる
可能性がある。第１は、潜在的不正条件（例えば、この
商人は、事前に選択されている時間間隔内に規定の回数
より多くスマートカードを使用した）を示唆する。第２
は、ＳＰによって提供され商人にＳＰと取引について協
議させるしきい値ファイルに応答する。第３は、標準状
態を表示する。
【００８７】潜在的不正条件は、保有者のログファイル
に格納されている情報によって処理され（ブロック２６
０）、その後制御はブロック２４０に移る。格納されて
いる情報は、商人、引き出そうとした額、拒絶理由など
を識別する。これは、保有者に、カードの発行者／所有
者と、および必要であれば政府当局と対話するのに必要
な情報を提供する。必要に応じて、不正条件の疑いがあ
るときにスマートカードは無効にされる。
【００８８】ＳＰによって設定されたしきい値を超過し
た（例えば、ＳＰが、１０００ドルを超える引き出し許
可を「リアルタイムで」求めた）場合、ブロック２７０
でメッセージが構成され、制御はブロック２８０に移
る。
【００８９】ブロック２８０は、標準状態が示されたと
きにもブロック２５０から直接到達する。ブロック２８
０は、スマートカードのログファイル内にあるシーケン
ス番号をインクリメントし、値ファイル内の金額から商
人が要求する金額を差し引く。その後、ブロック２９０
は、新しいシーケンス番号、日付および時刻、商人の識
別情報、金額、およびＳＰからなるストリングを作成す
る。ブロック３００は、ストリングのディジタル署名を
作成し、ブロック３１０は、ブロック２２０で構成され
たメッセージと、ブロック３００で構成されたストリン
グと、ディジタル署名とからなるメッセージを作成す
る。最後に、このメッセージが、商人に、および、スマ
ートカードのログファイルに送られる。
【００９０】商人の装置は２つのことのうちの１つを行
う。ＳＰと協議するようにとのメッセージが存在する場
合、商人の装置はＳＰに接続され、ブロック３１０で作
成されたメッセージを転送する。その後、商人は、金額
に対する即時クレジットを得ることができる（もちろ
ん、署名に基づいて、そのメッセージが正当であると結
論される限り）。商人によって受信されたメッセージが
ブロック２２０によって構成されたメッセージを含まな
い場合、商人は単に、許可ストリングを格納し、選択さ
れた時間間隔（例えば就業日全体）にわたりこのような
許可ストリングを収集し、その後、その許可ストリング
を適当なＳＰに転送する。
【００９１】許可ストリングはＳの公開キーで暗号化さ
れているように示されているが、指定されたＳＰのパス
ワードで暗号化することも可能である。許可ストリング
は、商人が単にそれを所定回数複製してＳＰに送ること
がないことを保証するように十分強固でなければならな
い。これはいくつかの方法で実現することができる。そ
れには、日付および時刻のタイムスタンプを有するこ
と、値ファイル内の「前」および「後」の値の表示を有
すること、Ｓによって供給されるシーケンス番号を有す
ること、などが含まれる。この許可ストリングはＶによ
って解読可能でなく、従って、変更不能であるため、セ
キュリティは保持される。
【００９２】［サービスセンタとしてのスマートカード
発行者／所有者］本発明の１つの特徴は、スマートカー
ドの発行者／所有者（Ｏ）が、スマートカード上に存在
する「アプリケーション」を有するサービス提供者の一
般的知識を有し、そのサービス提供者を制御することで
ある。第１に、Ｏはサービス提供者のディレクトリの設
定を制御する。第２に、Ｏは、保有者の要求に応じて、
または、Ｏがスマートカードにアクセスすることができ
るときには、（保有者の同意の有無に関わらず）任意の
ディレクトリを削除することができる。第３に、Ｏはス
マートカードを共有するすべてのサービス提供者の識別
情報と、それらのサービス提供者のさまざまな詳細を知
る唯一の当事者である。第４に、オペレーティングシス
テムの設計を通じて、Ｏは、各サービス提供者がアクセ
スすることができるメモリの量を制御し、従って、スマ
ートカード上に「共存」することが可能なサービス提供
者の数を制御することができる。第５に、Ｏは特定の種
類の取引に対してサービス提供者のグループ化を定義す
ることができる。第６に、Ｏは、サービス提供者によっ
て占有される空間に比例して、スマートカード上に存在
する権利に対してそのような各サービス提供者に課金す
ることができる。
【００９３】上記のすべてのことから明らかなように、
本発明の方式からいくつかの利益が生じる。前に述べて
いないことは、Ｏは、欠陥のあるカードを「修理」し、
すべてのサービスを再インストールする能力を有する
（所有者の代表的能力）。反対に、Ｏは、すべてのディ
レクトリを削除する能力を有し、この能力は、セキュリ
ティ違反が起きたと判定されたときに執行される。
【００９４】セキュリティに関しては、考慮する必要の
ある４つの形式の攻撃がある。第１は、侵入者がルート
になろうとする場合である。第２は、侵入者がサービス
提供者になろうとする場合である。第３は、当事者（ル
ート、サービス提供者、侵入者、ビジター、保有者）
が、許可されている以外のことをしようとする場合であ
る。第４は、所持者が真正の保有者でない場合である。
【００９５】第１の形式の攻撃に関しては、最初の主要
な関門はルートパスワードである。これは、ルートとし
てのログインが試みられたが失敗したときにオペレーテ
ィングシステムがスマートカードを完全に無効にするよ
うに設定されるという意味で有効な関門である。例え
ば、すべてのディレクトリを消去することができる。
【００９６】サービス提供者としてログインしようと試
みることは、わずかにゆるい方法でのみ扱われるべきで
ある。すなわち、カウンタが、サービス提供者としてロ
グインしようとして失敗した試行を追跡するように設定
することが可能である。試行失敗回数が事前に選択した
値（例えば４）を超えた場合には、スマートカードは無
効になる。このような状況では、スマートカードの無効
を、攻撃の対象であったサービス提供者のディレクトリ
のみにすることも、ルートディレクトリ以外のすべての
サービス提供者ディレクトリにすることも可能である。
【００９７】上記のように、スマートカードとの最も多
数の交信はビジターユーザによるものである。これらの
交信はフレキシブルにする必要があるが、用心深いもの
である必要もある。ＵＮＩＸオペレーティングシステム
では、ＰＡＴＨにないコマンドを実行しようとすること
に対しては親切なメッセージが出るが、スマートカード
は、許されないコマンドにアクセスしようとするこれら
の試行を監視する必要がある。この場合も、カウンタを
使用して、事前に選択したカウントを超えた場合に、ビ
ジターとの通信を終了し、メッセージをスマートカード
に格納し、保有者以外の者に対してカードを無効にする
ことができる。保有者のディレクトリに格納されること
になるそのメッセージは、中断した取引の詳細からな
る。保有者が無許可コマンドを実行しようとした場合に
も同様のアクションがあるが、その場合には診断メッセ
ージがルート所有ファイルに書き込まれる。
【００９８】もう１つのセキュリティ手段は、ビジター
による正当な取引にも関係することがある。上記のよう
に、ルートによって所有されるファイルのうちの１つに
ログファイルがあり、これはスマートカードによって実
行されたすべての取引の記録を保持する。このファイル
は、与えられた時間間隔に１つのビジターによってあま
りに多くの取引があった場合、与えられた時間間隔にあ
まりに多くの取引があった場合などのような特定の状況
が存在するようなときに、特定のビジターユーザまたは
すべてのビジターユーザを許可しないようにチェックす
ることが可能である。
【００９９】スマートカードと交信する当事者はＯＫで
あるが、カードの所持者に問題がある場合には、わずか
に異なるセキュリティ問題が生じる。この場合、スマー
トカードと対話している当事者は、その時点およびそれ
以降では、スマートカードの使用を防止するのに協力し
たいと考えると容易に仮定される。これはいくつかの方
法で実現される。例えば、ログインシーケンス中に所持
者によって提示されたＩＤが（例えば、スマートカード
が盗まれたものであるために）誤りである場合、商人は
ルートに属するファイルにメッセージを書き込むコマン
ドを実行しカードを無効にすることができる。この場
合、カードを復元する唯一の方法はルートと交信するこ
とである。ルートがそのファイル内の診断メッセージを
読んだ場合、所持者が実際は真の保有者であるか否かを
判定し、適当なアクションをとることができる。
【０１００】スマートカードの上記の構造およびオペレ
ーティングシステムが与えられると、スマートカード上
のすべてのサービスをインストールする発行者／所有者
がそれらのサービスの知識を有することは明らかであ
る。すなわち、発行者／所有者は（スマートカードのル
ート所有者ではあるが）さまざまなサービス提供者によ
って所有されるファイル内を調べる能力を有しないが、
それにもかかわらず、発行者／所有者は各スマートカー
ド上にどのサービス提供者が存在するかについて知って
いる。この知識は、（各スマートカードが自分自身に関
するそのような情報を保持することもできるが）発行者
／所有者によって所有されるデータベースに保持するこ
とができる。
【０１０２】スマートカードを紛失しまたは破損した場
合、すべてのサービス提供者を最初からインストールし
た新しいスマートカードを保有者に発行することができ
る。回復できない唯一の項目は、旧ファイル内にさまざ
まなユーザによって作成されたデータファイルと、サー
ビス提供者のパスワードである。初期インストールにつ
いては、一時的なパスワードファイルのセットをインス
トールすることができる。その後、発行者／所有者はサ
ービス提供者と交信して、一時パスワードについて通知
し、保有者はサービス提供者と交信してそのパスワード
を変更し、それぞれのディレクトリに必要なファイルを
入れることができる。
【０１０３】［監査証跡］上記のように、ルートはログ
ファイルを保持し、その中に各取引の記録を格納する。
その後、このファイルは、保有者またはサービス提供者
が課したいさまざまなしきい値を追跡するために使用す
ることができる。
【０１０４】スマートカードの過度の使用は不正使用の
表示の可能性がある。上記のように、このような使用
は、ログファイルの注意深い監視によって検出すること
ができ、それによって停止される。
【０１０５】しかし、ログファイルのもう１つの使用法
として、完全に正当な使用に関するものも可能である。
例えば、クレジット提供サービス提供者は、すべての小
さい取引に対しては商人から「バッチ」送信（おそらく
は就業日の終わりに）をさせながら、ある限界を超える
負担を受ける場合には「リアルタイム」で通知してもら
うことができる。スマートカードの電子財布に関して、
保有者は、スマートカード内の金額値がある限界を下回
った場合に保有者の銀行と自動的に交信し、さらに追加
の資金をスマートカードに振り替えるように命令するこ
とができる。
【０１０６】監査証跡のさらにもう１つの使用法は、紛
争解決に関するものである。商人が、スマートカードが
ある商品またはサービスを取得するために使用されたと
主張し、保有者がその主張を争う場合、ログファイル
は、その紛争を解決するために使用することができる。
【０１０７】［サービス提供者間の協力］サービス提供
者が協力的提携をすることも全く可能である。このよう
な提携は、スマートカードがアクセスされるときはいつ
でも、または、スマートカードが特定のユーザによって
アクセスされるときに、スマートカードで実行されるさ
まざまな活動を指定することができる。このような可能
性の数は無制限であり、以下の例は単なる例示のための
ものである。
【０１０８】例えば、会社Ｚが、ガソリンをおそらくか
なり定期的に購入する必要がある巡回販売員を雇用して
いるとする。Ｚは、Ｏと交信して、各販売員（保有者）
にスマートカードを発行させ、Ｚをサービス提供者とし
て、および、Ｇをガソリン提供者としてインストールす
るようにＯに要求する。しばらく後に、Ｚは、銀行Ｂ
と、販売員に対するクレジットの提供者として契約を結
ぶ。このサービスは、例えばＧの協力を得ることによっ
て、販売員に属するすべてのスマートカードにリモート
でインストールすることが可能である。
【０１０９】特に、Ｚは、スマートカードがＧと対話
し、ＺがユーザであるがＢがユーザでないことを発見し
たときには、Ｏとの通信を要求するようインストールす
ることをＧに要求することができる。Ｇがする必要のあ
ることは、Ｇで正しいスマートカードがログインしたと
きに適当なコマンドを送ることである。
【０１１０】上記の説明では「スマートカード」につい
て述べたが、実際には、本発明は、人が行くところへは
どこでも基本的にその人に伴って移動することを意図し
た任意の個人情報装置を考えている。すなわち、特許請
求の範囲の意図としては、「スマートカード」という用
語は、個人使用のために設計され、少なくともその機能
のうちのいくつかは個人に関する情報を運搬することを
意図したすべての装置を包含する。これは明らかに、例
えば、セルラ電話機およびパーソナルコミュニケータを
含む。これらは既に、本発明を実施することを可能にす
るのに必要な電子手段（例えば、プロセッサ）を有し、
現在の期待は、人がこれらの電子装置を、通常クレジッ
トカードを携帯するように、携帯するようになることで
ある。
【０１１１】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、セ
キュリティの問題を克服し、リモート発給が可能である
ような、複数のサービス提供者のサービスをのせたスマ
ートカードが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＵＮＩＸオペレーティングシステムの構造の図
である。
【図２】スマートカードオペレーティングシステムのツ
リー構造の図である。
【図３】スマートカードとその発行者／所有者の間のロ
グインプロトコルの図である。
【図４】スマートカード、その発行者／所有者およびサ
ービス提供者に関わるプロトコルの図である。
【図５】スマートカードがサービス提供者からサービス
を取得するプロトコルの図である。
【図６】スマートカード、ビジターユーザおよびサービ
ス提供者に関わるプロトコルの図である。
【図７】サービス提供者への接続のない、スマートカー
ドとビジターユーザの間のプロトコルの図である。
【図８】電気通信ネットワークを使用してスマートカー
ドをリモート発給する配置の図である。
【図９】サービス提供者のファイルに記憶された値を引
き出すオペレーティングシステムコマンドの流れ図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン アンドリュー シャーマン アメリカ合衆国、07840 ニュージャージ ー、ハケッツタウン、チャーチ ストリー ト 206 (72)発明者 ダイアン アール．ウェザリントン アメリカ合衆国、07924 ニュージャージ ー、バーナーズヴィル、ウッドランド ロ ード 28

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発行者／所有者、保有者およびサービス
    提供者に関するメモリとプロセッサとを有する多重アプ
    リケーションスマートカードにおいて、 前記発行者／所有者によってのみ制御される特性を有す
    るファイルから始まるツリー状ファイル構造を有するオ
    ペレーティングシステムと、 前記ツリー状ファイル構造の一部を形成し、それぞれ前
    記発行者／所有者によってのみ制御される特性を有し、
    参照されると前記メモリ内の許容データに作用するとい
    う意味で実行可能な複数の実行可能ファイルと、 前記発行者／所有者にのみアクセス可能であり、前記発
    行者／所有者が前記実行可能ファイルにアクセス可能と
    なる前に前記発行者／所有者によってアクセスされるパ
    スワードファイルと、 前記保有者にのみアクセス可能であり、前記保有者が前
    記実行可能ファイルにアクセス可能となる前に前記保有
    者によってアクセスされるパスワードファイルと、 前記サービス提供者にのみアクセス可能であり、前記サ
    ービス提供者が前記実行可能ファイルにアクセス可能と
    なる前に前記サービス提供者によってアクセスされるパ
    スワードファイルとからなることを特徴とする多重アプ
    リケーションスマートカード。
  2. 【請求項２】 当事者と通信するように適合し、プロセ
    ッサを有するスマートカードにおいて、 ユーザエンティティごとに情報の格納および取得のため
    の複数の論理ゾーンに配列され、その論理ゾーンのうち
    の少なくとも２つは、アクセス制御データを含むメモリ
    セグメントを含むサブゾーンを有するメモリと、 前記当事者が、前記論理ゾーンのうちの所定の論理ゾー
    ンに含まれるアクセス制御データに関係する情報をスマ
    ートカードに送ったときにのみ、その所定の論理ゾーン
    に、そのサブゾーンも含めて、前記当事者がアクセスす
    ることを可能にする制御手段とからなることを特徴とす
    るスマートカード。
  3. 【請求項３】 第１当事者によってのみ制御される属性
    を有するディレクトリファイルから始まるツリー状ファ
    イル構造を有するオペレーティングシステムと、そのツ
    リー状ファイル構造の一部を形成し前記第１当事者によ
    ってのみ制御される属性をそれぞれ有し参照されるとメ
    モリ内の許容データに作用するという意味で実行可能な
    複数の実行可能ファイルと、前記第１当事者が前記実行
    可能ファイルにアクセスすることができる場合にのみア
    クセス可能なパスワードファイルとからなる、前記第１
    当事者によって発行されるスマートカードに対して、第
    ２当事者がそのスマートカードの保有者にサービスを提
    供する機能をインストールする方法において、 前記保有者が、前記スマートカードと前記第１当事者の
    間の通信を確立するのを支援するステップと、 前記パスワードファイル内の含まれるデータを使用し
    て、前記スマートカードと前記第１当事者の間のログイ
    ンプロトコルを実行するステップと、 前記第２当事者のために前記スマートカード上にサービ
    ス機能をインストールする要求を前記第１当事者に通信
    する要求通信ステップと、 前記第１当事者が、前記ツリー状ファイル構造の一部を
    形成するように前記スマートカード内のユーザパスワー
    ドファイルを設定するステップと、 前記第１当事者が、前記ユーザパスワードファイルにデ
    ータを挿入するステップと、 前記第１当事者が、前記第２当事者にのみアクセス可能
    にするように前記ユーザパスワードファイルのファイル
    属性を変更するステップとからなることを特徴とする、
    スマートカードのインストール方法。
  4. 【請求項４】 前記ユーザパスワードファイルに格納さ
    れたデータについて前記第２当事者に通知するステップ
    をさらに有することを特徴とする請求項３の方法。
  5. 【請求項５】 前記要求通信ステップの後に、前記第１
    当事者によって、前記要求が満たされることを前記第２
    当事者に確認するステップをさらに有することを特徴と
    する請求項３の方法。
  6. 【請求項６】 前記通信が電気通信網を使用することを
    特徴とする請求項３の方法。
  7. 【請求項７】 当事者が個人情報装置と通信する方法に
    おいて、 前記個人情報装置が、チャレンジ・応答シーケンスによ
    って前記当事者を認証する第１認証ステップと、 前記当事者が、チャレンジ・応答シーケンスによって前
    記個人情報装置を認証する第２認証ステップとからなる
    ことを特徴とする通信方法。
  8. 【請求項８】 前記第２認証ステップが前記第１認証ス
    テップに先行することを特徴とする請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 個人情報装置の保有者が、チャレンジ・
    応答シーケンスによって個人情報装置に認証されるステ
    ップをさらに有することを特徴とする請求項７の方法。
  10. 【請求項１０】 前記第２認証ステップが開始されると
    きに前記第１認証ステップが未了であることを特徴とす
    る請求項７の方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１認証ステップは、 前記個人情報装置が、ＩＤ情報および第１データストリ
    ングを含むチャレンジを送信するステップと、 前記個人情報装置によって送信されたＩＤ情報に基づく
    第１暗号化キーを使用して前記第１データストリングを
    暗号化し、暗号化した第１データストリングを前記個人
    情報装置に送信するステップとからなり、 前記第２認証ステップは、 前記当事者が、第２データストリングを含むチャレンジ
    を送信するステップと、 前記個人情報装置に事前に格納されている第２暗号化キ
    ーを使用して前記第２データストリングを暗号化し、暗
    号化した第２データストリングを前記当事者に送信する
    ステップと、 前記当事者が、前記第２暗号化キーによって前記個人情
    報装置の真正を確認するステップと、 前記当事者が、前記第２暗号化キーによって前記個人情
    報装置を認証するステップとからなることを特徴とする
    請求項７の方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１データストリングおよび前記
    第２データストリングはランダムシーケンスからなるこ
    とを特徴とする請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１暗号化キーと前記第２暗号化
    キーは同一であることを特徴とする請求項１１の方法。
JP24491994A 1993-09-17 1994-09-14 スマートカード Pending JPH07152837A (ja)

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