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JP2003529988A - 不正行為に対する電子チップの保護の方法 - Google Patents

不正行為に対する電子チップの保護の方法

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JP2003529988A
JP2003529988A JP2001573421A JP2001573421A JP2003529988A JP 2003529988 A JP2003529988 A JP 2003529988A JP 2001573421 A JP2001573421 A JP 2001573421A JP 2001573421 A JP2001573421 A JP 2001573421A JP 2003529988 A JP2003529988 A JP 2003529988A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アプリケーション(2)と使用者の電子チップ(2)間の取引における、不正行為に対して使用者の電子チップ(1)の保護の方法に関するものである。該方法は以下からなる:(a)電子チップ(1)とアプリケーション(2)によって証明書(Sp、S)を計算する(16、17)過程、このとき証明書(Sp、S)は、少なくとも変数Rと秘密鍵Kを含む引き数(e1,e2)のリストに適用された論理関数gの結果である、および(b)電子チップ(1)に第二の秘密鍵K’を割り当てる過程、このとき該秘密鍵は電子チップ(1)とアプリケーション(2)にだけ知られ、かつ電子チップ(1)に秘密に保持され(13)ている、および(c)電子チップ(1)の認証の度に、秘密鍵K’の少なくとも一部に非線形関数fを適用することで計算されたマスクMを決定する(18、19)過程、および(d)マスクされた値明書(Spm)の値だけをアプリケーション(2)に利用可能にするために、マスクMを用いて証明書(Sp)の値を隠す(20)過程と、さらに(d)電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(Spm)をアプリケーション(2)によって確認する過程。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の分野 本発明は、不正行為に対する使用者の電子チップの保護方法に関するものであ
る。
【0002】 本発明が非常に有利な用途を見出すのは、ワイヤードロジック式またはマイク
ロプロセッサ式の集積回路チップの不正行為に対する保護を可能にすることであ
って、特に、電子チップのことで、各種の取引、例えば電話通信の確立、自動販
売機における物品の支払い、パーキングメータからの駐車場の賃貸、公共交通機
関または基盤施設(通行料金徴収所、博物館、図書館など)の利用提供のような
サービスへの支払いなどにおいて使用されるプリペイドカードを備えている。
【0003】 先行技術の説明 現在、プリペイドカードは各種の不正行為を受けるおそれがある。不正行為の
第一のタイプは、許可なくカードを複製することからなり、クローニングという
用語がこの作業の特徴付けるためによく使われる。不正行為の第二のタイプは、
カードに付与されたデータ、とくにカードに書き込まれた貸方金額を変更するこ
とからなる。これらの不正行為に対抗するため、暗号通信法を利用しているが、
それは一方では認証手段を用いてカードの認証を保証する、および/または、デ
ジタル署名を用いてデータの認証を保証するためであり、また他方では、暗号化
を用いてデータの機密性を保証するためである。暗号通信法は、二つのエンティ
ティ、つまり検査と検査対象を使用し、そして対称または非対称でありうる。対
称な場合には、二つのエンティティは全く同じ情報、とくに秘密鍵を共有し、非
対称の場合には、二つのエンティティの一方が一対の鍵を有し、その一方は秘密
鍵であり他方は公開鍵である;共有される秘密鍵はない。多くのシステムにおい
て、対称暗号通信法だけがプリペイドカードには用いられているが、それは非対
称暗号通信法が低速で高価だからである。対称暗号通信法において開発された第
一の認証メカニズムは、各カードごとに異なる証明書を、一度だけ計算し、それ
をカードのメモリに保存すること、取引の度にそれを読取ること、そしてすでに
割り当てられた証明書が保存されている取引を引き受けるネットワークのアプリ
ケーションに問い合わせてそれを確認することからなる。これらのメカニズムは
不完全な保護を保証する。実際、証明書は、不正に見張られたり、複製されたり
、リプレイ攻撃されうるが、というのは所与のカードについて常に同一であるた
めである。リロードが可能なプリペイドカードの場合は二つのリロードの間、あ
るいはリロードできないプリペイドカードの寿命期間の間に、行われる認証のわ
ずかな回数を考慮するように、受動的認証メカニズムは、命令の認証または肯定
応答用に、および/またはデータの認証用に、秘密鍵を介入させるメカニズムに
置き換えられまたは補完されている。秘密鍵は、各カードごとに異なり、はじめ
にカードに書き込まれ、またはリロード可能なカードの場合はリロードの際にカ
ードに再度書き込まれるが、該秘密鍵は、認証の度に証明書を計算するためにカ
ード自体によって使用される。
【0004】 これらメカニズムの第一のものは、フランス特許FR 89 09734の対
象となった。開示された方法は、非線形関数を決定することからなり、この関数
はアプリケーションに知られ、また状態のオートマンの形式で電子チップに埋め
込まれる。認証の際に、電子チップとアプリケーションはある証明書を計算する
が、該証明書は各認証で決定された引き数のリストに関数を適用された結果であ
る;引き数のリストはある変数を含むことができ、該変数は各認証への適用によ
って決定されたデータ、電子チップに含まれるデータ、および電子チップとアプ
リケーションに知られていている秘密鍵である。電子チップによって計算された
証明書がアプリケーションによって計算された証明書と同一である場合、電子チ
ップは真正であると判断され、電子チップとアプリケーションの間の取引が許可
される。
【0005】 能動的認証によるカード保護の第二のメカニズムは、限定された認証回数につ
いての無条件のセキュリティを保証する認証コードの使用に基づく論理関数を利
用するが、これはフランス特許FR 95 12144の対象になっており、ま
たCARDIS’98の議事録に掲載された論文“Solutions for
Low Cost Authentication and Message
Authentication”にも記載されている。このような論理関数の
使用はリプレイ攻撃に対する保護および秘密鍵の管理された消耗とを保証する。
本発明において見当されるメモリーカードに基づく用途では、秘密鍵、およびカ
ードが受信した変数としてのパラメータ、また場合によってはカードへの、ある
いはカードが受信した内部データに依存する線形論理関数を有利には利用するこ
とができる。フランス特許FR 95 12144に記載された論理関数群は、
同期式のカードの制約に特に適した特定の場合をなし、二進ベクトル間の2を法
とするスカラー積の計算を利用する。
【0006】 上述の二つのメカニズムそれぞれは、特定の長所と短所を有する。第一のメカ
ニズムに関しては、使用された非線形関数の情報セキュリティの仮説(現状の知
識では証明不能)に基づいており、ワイヤードロジック式チップの低い計算性能
によって課されたとても大きな制約は、通常の秘密鍵式アルゴリズムと同じくら
い広い安全性の余地を許容せず、またそのために、使用された非線形関数の詳細
な仕様の漏洩がリスクを示しうる。第二のメカニズムに関しては、認証回数があ
る閾値を超えない限りは、証明可能なセキュリティを得られる利点があり、その
ため使用された線形関数の漏洩に結びつくリスクはない、しかしながら、逆にこ
の解決法に固有の、チップの寿命(あるいはリロードが可能なカードの場合は、
二つのリロードの間)のために認証機能の使用回数を厳密に制限する必要性が、
あるアプリケーションにとっては満たすことが困難な制約を示し得る。くわえて
、ワイヤードロジック式チップに対してではなく、これらチップの検査のために
使用されるセキュリティモジュールに対する攻撃は、不正行為者が、偶然に得ら
れた正しい応答の十分な数が、選択したカード番号に組み合わされた秘密が彼に
提供されるまで、無作為の応答を確認モジュールに提供するものであるが、該攻
撃は、第二のメカニズムの場合、防止することがいっそう困難である。
【0007】 発明の要約 したがって、本発明の目的によって解決されるべき技術的問題は、不正行為に
対して使用者の電子チップの保護方法を提供することであって、該方法は以下の
過程: −アプリケーションに知られ、電子チップに埋め込まれた論理関数gを決定し、
−電子チップとアプリケーションにだけ知られ、かつ電子チップに秘密に保持さ
れた、第一の秘密鍵Kを電子チップに割り当て、 −電子チップの認証の度に、アプリケーションによって変数と呼ばれる変動する
入力ワードRを生成し、 −少なくとも変数Rと秘密鍵Kを含む引き数のリストに適用された論理関数gの
結果である証明書を、電子チップとアプリケーションによって計算する、 過程を含み、そして高いセキュリティを保証するものである。
【0008】 提示された技術的課題に対する解決法は、本発明によれば、前記方法において
さらに、以下の過程を含むことからなる: −アプリケーションに知られ、かつ電子チップに埋め込まれた非線形関数fを決
定し、 −電子チップとアプリケーションにだけ知られ、かつ電子チップに秘密に保持さ
れた第二の秘密鍵K’を電子チップに割り当て、 −電子チップの認証の度に、秘密鍵K’の少なくとも一部を含む引き数リストに
適用された非線形関数fを用いて、マスクMを決定し、 −マスクされた証明書の値だけをアプリケーションに利用可能にするために、マ
スクMを用いて証明書の値を隠し、 −電子チップによって計算された証明書の隠された値をアプリケーションによっ
て確認する。
【0009】 このように、電子チップとアプリケーションの間の取引における不正行為に対
する電子チップ保護に関する本発明による方法は、電子チップによって計算され
た証明書Sの値を隠すことであるが、これはアプリケーションがそれを読取って
その値を確認するために、電子チップが真正であるか決定する前に行う;証明書
Sの計算とマスクMの決定はそれぞれ、電子チップに埋め込まれた第一の鍵に依
存する論理関数と、同じく電子チップに埋め込まれた第二の鍵に依存する非線形
関数を介入させてなされ、関数と鍵はアプリケーションに知られている。
【0010】 本発明に合致した方法は提示された課題を解決するが、それは電子チップによ
って計算された証明書の値Sが、平文で利用可能ではなく、隠された形式である
からである。したがって、不正行為者は電子チップとアプリケーションの間で交
換された計算結果を単純に傍受したり、それを後でリプレイ攻撃したりすること
はできない。該不正行為者は、証明書の計算を可能にする論理関数と第一の鍵の
値、およびマスクの決定に介入する非線形関数と第二の鍵の値を知る必要がある
【0011】 アプリケーションは隠された値の正確さを確認するが、それは証明書とマスク
Mの値を計算した後に、マスクMによって証明書の値を隠し、そして電子チップ
によって計算された値とこの隠された値を比較することからなるか、あるいはマ
スクの逆関数を用いて電子チップによって計算された隠された証明書のマスクを
外し、そしてマスクを外した値とアプリケーションによって計算された証明書の
値を比較することによる。比較された値が同一であるとき、電子チップは真正で
あると判断され、チップとアプリケーションの間の取引が許可される。
【0012】 有利な方法では、ある特定の実施態様は、カードの認証とデータの認証を証明
書の計算に特定のデータ値を介入させることで、同時に保証することを可能にす
る。第一の場合、これらのデータは電子チップに記憶され、そしてチップの番号
によって、あるいは電子チップに組み合わされた貸方によって構成され得る。第
二の場合、これらのデータは、認証作業の際に、アプリケーションによってチッ
プに書き込まれる。
【0013】 独立した鍵KとK’を用いることが望ましいが、鍵Kから鍵K’を計算すること
を可能にする関数の形式で依存関係が存在しうる。電子チップに対する鍵の割り
当ては、製造の終わりでのチップの個別化の際、あるいはリロード可能な電子チ
ップの場合は電子チップのリロード作業の際に実施される。
【0014】 別の特定の実施態様によれば、鍵KとK’の決定は、電子チップの番号とマス
ター秘密コードを入力の引き数とする多様化方法のアプリケーションによって実
施されることができ、このことが有利には、アプリケーションがチップの番号を
読取った後に各電子チップの秘密鍵を再構成することを可能にする;このときチ
ップの秘密鍵の保存はまったく必要ない。
【0015】 別の特定の実施態様によれば、鍵Kは、シーケンスK[i]にまとめられた所
定のビット数のワードである;各シーケンスK[i]のビット数は、鍵K以外の
入力の引き数のビット数に等しく、そしてある全体として取られ、論理関数gは
、決定されたシーケンスK[i]のビットのそれぞれと鍵K以外の入力の引き数
のビットの間の2を法とするスカラー積を実施することからなる。
【0016】 非線形関数fは、入力の引き数として、鍵K’あるいは変数R、あるいは電子
チップの内部データD、あるいはアプリケーションによって電子チップに提供さ
れたデータD’、あるいはこれらの組み合わせを有することができる;各引き数
は、不正行為者が乗り越えなければならない新たな障害となる。
【0017】 別の特定の実施態様によれば、変数Rは、アプリケーションによって生成され
た乱数からアプリケーションによって決定され、そして変数Rはアプリケーショ
ンによって電子チップに伝達される。
【0018】 別の特定の実施態様によれば、変数Rは、アプリケーション(2)によって、
または電子チップによって生成された連続する整数の列から決定される。
【0019】 別の特定の実施態様によれば、非線形関数fはさらに入力引き数として、認証
の際の電子チップの状態に依存する少なくとも一つのパラメータcを有する。こ
の態様の第一の変型例によれば、パラメータcの値は少なくとも、電子チップに
含まれ、かつ認証の度に増分する、カウンタの値から計算される。この態様の第
二の変型例によれば、パラメータcの値は少なくとも、電子チップに含まれ、か
つ認証の度に変数Rだけ増分するカウンタの値から計算される。
【0020】 別の特定の実施態様によれば、マスクMによる証明書のマスキングは、少なく
とも暗号化関数、とくにビット対ビットの排他的論理和演算を用いて計算される
【0021】 別の特定の実施態様によれば、電子チップの認証回数は、アプリケーションに
よって決定され、かつ電子チップに書き込まれた最大値Vに制限される。この態
様の変型例によれば、電子チップは認証の度に増分されるカウンタを備え、そし
てカウンタの値が最大値Vに達する際に、電子チップはいっさいの認証計算を停
止する。
【0022】 図面の簡単な説明 本発明のその他の特徴と利点は、非制限的な例として示された特定の実施態様
の付属の図面を参照して、以下の説明を読むことによっていっそう明らかになる
だろう。
【0023】 図1は、本発明による方法の概略図である。
【0024】 図2は、非線形関数fの概略図である。
【0025】 実施態様の説明 図1は、アプリケーション2と電子チップ1の間の取引において、不正行為に
対する使用者の電子チップ1保護の、本発明による方法を概略的に示している。
【0026】 アプリケーション2は、非監視セルフサービス端末に、完全または部分的に移
転することができるが、それは公衆電話または公共交通機関の回転改札口などの
ようなものである。使用者は、例えばプリペイドカードに埋め込まれた電子チッ
プ1を保有するが、該チップはアプリケーション2との取引成立を可能にするも
のである。これらの取引を構成するのは、電話通信の確立、自動販売機における
物品の支払い、パーキングメータからの駐車場所の賃貸、公共交通機関または基
盤施設の利用提供のようなサービスへの支払い、などである。
【0027】 本方法は、電子チップ1の認証を可能にする。電子チップ1は個別化されるが
、それはその製造の際、また場合によってはリロード作業の際で、識別番号iと
対象であるアプリケーションに結びつけられたデータDの初期値による;値Dは
一般的には、所与のアプリケーション2のための電子チップ1に付けられた貸方
を表している。
【0028】 本方法は、この個別化作業の際に、あるいは電子チップ1の販売に先立つ作業
の際に、電子チップ1、あるいはアプリケーション2の認証に必要な初期条件を
決定することから成る。これら初期条件に含まれるのは、論理関数g、非線形関
数f、第一の秘密鍵Kと第二の秘密鍵K’の決定3である。論理関数gは、アプ
リケーション2に知られ、かつ「OR」、「排他的論理和」、「AND」、「N
AND」回路などの、論理回路4の形式で電子チップ1に埋め込まれている。
【0029】 非線形関数fは、シフトレジスタを形成するレジスタの連続から形成された回
路5の形式で埋め込まれることができるが、該シフトレジスタはメモリおよび排
他的論理和演算に組み合わされている;かかる関数は「状態のオートマトン」と
呼ばれ、一例を図2にあげた。この例によれば、関数fを構成するのは、第一の
排他的論理和演算6、四つのフリップフロップr0からr3と四つの排他的論理
和演算7から10を含む4ビットのシフトレジスタ、およびサイズが16×4ビ
ットのメモリ11である。各排他的論理和演算6から10は、二つの入力と一つ
の出力を有する。各フリップフロップr0からr3は、一つのデータ入力、二つ
のデータ出力および図示されていない一つのクロック入力を有する。メモリ11
は、四つの入力、四つの出力および図示されていない一つのクロック入力を有す
る。入力引き数e5,e6は、この実施態様によれば、少なくとも第二の秘密鍵K
’の一部と変数Rを含むが、第一の排他的論理和演算の入力の一つにある。第一
の排他的論理和演算6の出力は、第二の排他的論理和演算7の第一の入力に接続
されている。フリップフロップr0、r1、r2とr3の入力は、排他的論理和
演算7から10の出力に接続されている。フリップフロップr0、r1とr2の
第一の出力は、排他的論理和演算子から10の第一の入力に接続されている。フ
リップフロップr0、r1、r2とr3の第二の出力は、メモリ11のある入力
に接続されている。排他的論理和演算子7から10の第二の入力は、メモリ11
の出力に接続されている。フリップフロップr3の第一の出力は、引き数e5
6に適用された関数fによって計算されたマスクMの値を与えるが、該引き数
は、この実施態様によれば、少なくとも第二の秘密鍵K’の一部と変数Rを含む
。電子チップ1またはアプリケーション2の各認証に、入力の引き数のビット数
に等しいクロックビートの数が対応する;マスクMのビットは、各クロックビー
トごとに直列で出力12に出力される。
【0030】 第一の鍵Kは、一般的には電子チップに個別に割り当てられるが、典型的には
数十から数千ビットのワードからなる;このワードはアプリケーションに知られ
、かつ電子チップ1に秘密に保持される。しかしながら、本方法の特定の実施態
様によれば、アプリケーションは鍵K自体ではなく、マスターと呼ばれる秘密を
記憶する。このマスター秘密は、多様化と呼ばれる方法によって、チップの識別
番号iから鍵Kを再構成することを可能にするものである。
【0031】 本方法の実施態様を問わず、鍵Kは典型的には、PROMなどの読取り専用メ
モリ13のチップに保存される。とくに、電子チップ1がリロード可能なタイプ
の場合、それはリロード可能なプリペイドカードに埋め込まれたチップの場合で
あるが、読取り専用メモリは、EEPROMのように書き込みもできる。
【0032】 第二の鍵K’は、鍵Kと同様に、数ビットのワードの形式をとる。鍵KとK’
はチップに記憶されるが、典型的にはアドレスの異なる同一メモリ13内であり
、K’(Kそれぞれ)のビットの決定は、場合によっては、鍵K(K’それぞれ
)に依存することがある。
【0033】 個別化作業の後、電子チップ1は販売され、ユーザーはアプリケーション2と
の取引を始めることができる。図1の概略図に示した認証方法は、アプリケーシ
ョン2によって電子チップ1を認証することからなる。
【0034】 本方法の第一の過程では、アプリケーションは変数と呼ばれるワードRを生成す
る。ワードRは、リプレイ攻撃のいっさいの試みを防止するために決定されたビ
ット数を含んでいる;典型的には、ビット数は数十ビット程度である。ワードR
は、乱数生成器または擬乱数生成器によって生成される。特定の実施態様によれ
ば、連続して生成されたワードRは、連続する整数の列からなることができる。
ワードRは、証明書Sの計算のための入力の引き数である。電子チップ1がワー
ドRにアクセスできるように、アプリケーション2はチップ1に書き込み14を
実施するか、チップ1はアプリケーション2にワードRを読みにくる。チップ1
とアプリケーション2の間の交換は、チップ1の個別化の際に設定されたプロト
コルに従って実施される;値Rは例えば、符号化されうる。ワードRは、電子チ
ップ1のバッファメモリ15、ならびにアプリケーション2に一時的に保存され
る。
【0035】 本方法の第二の過程において、一方のアプリケーション2と他方のチップ1が
、それぞれSとSpで示された証明書を計算する16,17。証明書S、Spそ
れぞれは、少なくとも変数Rと鍵Kを含む引き数e1,e2のリストに適用された
論理関数gによって実施された計算の結果である。本方法の特定の実施態様によ
れば、引き数e1,e2のリストはさらに、電子チップ1の識別番号i、もしくは
電子チップ1に含まれる一つまたは複数のデータD、もしくは認証の前にアプリ
ケーションによって生成され、かつ電子チップ1に書き込まれた一つまたは複数
のデータD’、もしくは上記の引き数の組み合わせを含んでいる。
【0036】 第三の過程において、本方法は非線形関数fを用いてマスクMを決定する18
,19ことからなる。マスクMは、図2について先に述べたような、引き数e5
,e6のリストに適用された非線形関数fの結果である。マスクMはビットの所
定の数mからなるが、それは典型的には約十ビットに等しい。数mが、証明書S
のビット数に等しい実施態様の利点は、隠された証明書が、証明書Sの値に関わ
るいっさいの情報を完全に開示しないことである;このことは、マスクMの長さ
mが証明書Sの長さより短いときには、該当しない。
【0037】 本方法の第四の過程において、電子チップ1はマスクMを用いて計算した証明
書Spの値を隠す20。第一の実施態様において、マスキング20は暗号化関数
を用いて計算される。暗号化関数は、ある値の集合に対して、別の値の集合を対
応させる鍵によってパラメータ化された全単射関数である;例えば、関数F:x
→x+k(2を法とする)、ここでx=0または1かつk=0または1は、暗号
化関数として使用できる。暗号化関数は、証明書SpとマスクMの間の排他的論
理和演算をなすことができる。マスキング作業の結果は、隠された証明書Spm
の値を与え、該値は電子チップ1のバッファメモリ21に一時的に保存される。
【0038】 本方法の第五の過程において、アプリケーションはバッファメモリ21の読取
り22を実施するか、チップ1がアプリケーション2に隠された証明書Spmを
書き込みにくる。チップ1とアプリケーション2の間の交換は、変数Rの交換の
ために使用されたプロトコルと類似のプロトコルに従って実施されることができ
る。ついでアプリケーション2は、チップ1によって計算された隠された証明書
の値Spmを確認するが、それは自ら計算した証明書の値Sとの比較23による
。比較23を実施するために、図示したように、アプリケーション2はマスクM
を用いて証明書の値Sを隠す24が、それは隠された値Smを得て、それを値S
pmと比較23するためで、あるいはアプリケーション2は、値Spを得て、そ
れを値Sと比較するためにマスクMの逆関数を介入させて、値Spmのマスクを
外す。
【0039】 図1と2に関して先に記載した方法のある変型例は、有利には特定の不正の試
みに対処することができるが、該試みは電子チップによるアプリケーションの認
証の助けによって、電子チップに対するアプリケーションの機能を模倣すること
からなる。この変型によれば、アプリケーションが先に実施した作業は、電子チ
ップによって、またその反対にも実施される。したがって、 −アプリケーションの認証の度に、変数と呼ばれる変動する入力ワードRが、好
ましくは、電子チップによって生成され、 −アプリケーションは、隠された証明書の値だけを電子チップに利用可能にする
ために、マスクMを用いて、証明書とマスクを計算し、 −一方で電子チップに、他方でアプリケーションによって計算された証明書の値
の比較作業は、電子チップによって実行される。
【0040】 本発明はさらに、アプリケーションとの取引のための電子チップも対象とする
が、この取引は本発明による方法を利用する。チップは以下を含む: −第一の秘密鍵Kと第二の秘密鍵K’を保存するための、PROMまたはEEP
ROMなどの非揮発性メモリ、 −証明書Spを計算するため、およびマスクMを計算するための、マイクロプロ
セッサ、プログラマブル論理回路(英語の用語によるEPLDまたはPAL)な
どの第一の電子回路、 −論理関数gと非線形関数fが埋め込まれた集積回路、 −マスクMで証明書を隠すための、マイクロプロセッサ、プログラム式論理回路
(英語の用語によるEPLDまたはPAL)などの第二の電子回路。
【0041】 本発明は、さらにこのような電子チップを備えるプリペイドカードをも対象と
する。
【0042】 本発明はさらに、このような電子チップとの取引のための装置も対象とするが
、この取引は本発明による方法を利用する。装置は以下を含む: −電子チップの秘密鍵K、K’、論理関数gおよび非線形関数fを記憶するため
の、記憶手段、 −証明書Sを計算するため、およびマスクMを計算するための、計算手段、 −電子チップによって計算された証明書の隠された値Spmの確認のための確認
手段。
【0043】 装置は、公衆電話、公共サービスへのアクセス端末(地下鉄の回転改札口、図
書館への回転入場口、など)、パーキングメータなどの設備に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による方法の概略図である。
【図2】 非線形関数fの概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09C 5/00 G07F 7/08 C H04L 9/08 H04L 9/00 601A Fターム(参考) 2C005 MA05 MB02 QC09 SA05 SA06 SA12 SA23 3E044 AA01 AA03 AA11 AA20 BA06 CA06 DD02 5B035 AA13 BB09 BC02 CA11 5J104 AA12 AA16 AA41 EA04 EA08 NA02 NA35 NA41 【要約の続き】 (Spm)をアプリケーション(2)によって確認する 過程。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アプリケーション(1)と電子チップ(1)間の取引における
    、不正行為に対して使用者の電子チップ(1)の保護の方法において、該方法が
    以下の過程: −アプリケーション(2)に知られ、かつ電子チップ(1)に埋め込まれた(4
    )論理関数gを決定する(3)過程、 −電子チップ(1)とアプリケーション(2)にだけ知られ、かつ電子チップ(
    1)に秘密に保持された(13)第一の秘密鍵Kを電子チップ(1)に割り当て
    る過程、 −電子チップ(1)の認証の度に、変数と呼ばれる変動する入力ワードRを生成
    する過程、 −証明書(Sp,S)を、電子チップ(1)とアプリケーション(2)によって
    計算する(16,17)過程、ここで該証明書(Sp,S)は少なくとも変数R
    と秘密鍵Kを含む引き数(e1,e2)のリストに適用された論理関数gの結果で
    ある、 を含み、該方法はさらに以下の過程: −アプリケーション(2)に知られ、かつ電子チップ(1)に埋め込まれた非線
    形関数fを決定する過程、 −電子チップ(1)とアプリケーション(2)にだけ知られ、かつ電子チップ(
    1)に秘密に保持された(13)第二の秘密鍵K’を電子チップ(1)に割り当
    てる過程、 −電子チップ(1)の認証の度に、秘密鍵K’の少なくとも一部を含む引き数(
    5,e6)のリストに適用された非線形関数fからマスクMを決定する(18,
    19)過程、 −マスクされた証明書(Spm)の値だけをアプリケーション(2)に利用可能
    にするために、マスクMを用いて証明書(Sp)の値を隠す(20)過程、 −電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(Spm)をアプリ
    ケーション(2)によって確認する過程、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(S
    pm)のアプリケーション(21)による確認が、 −電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(Spm)を、マス
    クMによってマスクを外すことと、 −電子チップ(1)によって計算された証明書(Sp)の値を、アプリケーショ
    ン(2)によって計算された値(S)と比較すること からなることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(S
    pm)のアプリケーション(2)による確認が、 −アプリケーション(2)によって計算された証明書(S)の値を、マスクMに
    よって隠す(24)ことと、 −電子チップ(1)によって計算された証明書(Spm)の隠された値を、アプ
    リケーション(2)によって計算された証明書(Sm)の隠された値と比較する
    (23)こと から成ることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】マスクMを用いての証明書(Sp,S)のマスキング(20,
    24)が、暗号化関数を用いて計算されることを特徴とする、請求項1に記載の
    方法。
  5. 【請求項5】暗号化関数が、ビット対ビットの排他的論理和演算であること
    を特徴とする、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】変数Rが、アプリケーション(2)によって生成された乱数か
    らアプリケーション(2)によって決定されること、および変数Rがアプリケー
    ション(2)によって電子チップ(1)に伝達されることを特徴とする、請求項
    1に記載の方法。
  7. 【請求項7】変数Rが、アプリケーション(2)、または電子チップ(1)
    によって生成された連続する整数の列から決定されることを特徴とする、請求項
    1に記載の方法。
  8. 【請求項8】証明書(Sp,S)とマスクMが、同じビット数を有すること
    を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】証明書(Sp,S)が、少なくとも変数R、秘密鍵Kおよび電
    子チップ(1)の内部データDを含む引き数(e1,e2)のリストに適用された
    論理関数gの結果であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】証明書(Sp,S)が、少なくとも変数R、秘密鍵Kおよび
    認証の際にアプリケーション(2)によって電子チップ(1)に提供されるデー
    タD’を含む引き数(e1,e2)のリストに適用された論理関数gの結果である
    ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】秘密鍵Kが、値K[i]のシーケンスからなること、および
    証明書(Sp,S)の値を決定する論理関数gが、値K[i]と論理関数gの鍵
    Kの以外の入力引き数それぞれの間での2を法とするスカラー積の計算からなる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】秘密鍵KとK’が、互いに独立して選択されることを特徴と
    する、請求項1に記載の方法。
  13. 【請求項13】非線形関数fが、さらに入力の引き数として少なくとも変数
    Rを有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項14】非線形関数fが、さらに入力の引き数(e5,e6)として少
    なくとも電子チップの内部データDを有することを特徴とする、請求項1に記載
    の方法。
  15. 【請求項15】非線形関数fが、さらに入力の引き数(e5,e6)として少
    なくともアプリケーション(2)によって電子チップ(1)に提供されるデータ
    D’を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】非線形関数fが、さらに入力の引き数(e5,e6)として少
    なくとも認証の際の電子チップ(1)の状態に依存するパラメータcを有するこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】パラメータcの値が少なくとも、電子チップ(1)に含まれ
    、かつ認証の度に増分するカウンタの値から計算されることを特徴とする、請求
    項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】パラメータcの値が少なくとも、電子チップ(1)に含まれ
    、かつ認証の度に変数Rだけ増分するカウンタの値から計算されることを特徴と
    する、請求項16に記載の方法。
  19. 【請求項19】電子チップ(1)の認証回数が、アプリケーション(2)に
    よって決定され、かつ電子チップ(1)に書き込まれた最大値Vに制限されるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  20. 【請求項20】電子チップ(1)が、認証の度に増分されるカウンタを備え
    ること、およびカウンタの値が最大値Vに達したとき、電子チップ(1)がいっ
    さいの認証計算を停止することを特徴とする、請求項14に記載の方法。
  21. 【請求項21】アプリケーション(2)と電子チップ(1)間の取引におけ
    る、不正行為に対して使用者の電子チップ(1)の保護の方法において、該方法
    が以下の過程: −アプリケーション(2)に知られ、かつ電子チップ(1)に埋め込まれた(4
    )論理関数gを決定する過程、 −電子チップ(1)とアプリケーション(2)にだけ知られ、かつ電子チップ(
    1)に秘密に保持された(13)第一の秘密鍵Kを電子チップ(1)に割り当て
    る過程、 −アプリケーション(2)の認証の度に、変数と呼ばれる変動する入力ワードR
    を生成する過程、 −証明書(Sp,S)を、電子チップ(1)とアプリケーション(2)によって
    計算する過程、ここで該証明書(Sp,S)は少なくとも変数Rと秘密鍵Kを含
    む引き数(e1,e2)のリストに適用された論理関数gの結果であり、 該方法がさらに以下の過程: −アプリケーション(2)に知られ、かつ電子チップ(1)に埋め込まれた非線
    形関数fを決定する過程、 −電子チップ(1)とアプリケーション(2)にだけ知られ、かつ電子チップ(
    1)に秘密に保持された(13)第二の秘密鍵K’を電子チップ(1)に割り当
    てる過程、 −アプリケーション(2)の認証の度に、秘密鍵K’の少なくとも一部に適用さ
    れた非線形関数fを用いて計算されたマスクMを決定する(18,19)過程、
    −マスクされた証明書(Sm)の値だけを電子チップ(1)に利用可能にするた
    めに、マスクMを用いて証明書(S)の値を隠す過程、 −アプリケーション(2)によって計算された証明書(Sm)の隠された値を電
    子チップ(1)によって確認する過程、 からなることを特徴とする方法。
  22. 【請求項22】変数Rが、電子チップ(1)によって生成された乱数から電
    子チップ(1)によって決定されること、および変数Rが電子チップ(1)によ
    ってアプリケーション(2)に伝達されることを特徴とする、請求項21に記載
    の方法。
  23. 【請求項23】変数Rが、アプリケーション(2)または電子チップ(1)
    によって生成された連続する整数の列から決定されることを特徴とする、請求項
    21に記載の方法。
  24. 【請求項24】アプリケーション(2)との取引、つまり請求項1から20
    のいずれか一つに記載の方法を使用する取引、のための電子チップ(1)におい
    て、 −第一の秘密鍵Kと第二の秘密鍵K’を保存するための記憶手段(13)、 −証明書(Sp)を計算し、かつマスクMを計算するための計算手段(16,1
    8)、 −論理関数gと非線形関数fが埋め込まれた電子手段(4,5)、 −マスクMによって証明書を隠すためのマスキング手段(20) から成ることを特徴とする電子チップ。
  25. 【請求項25】さらに電子チップ(1)において: −電子チップ(1)の使用期間を管理するための所与のアプリケーション(2)
    の用に電子チップ(1)の認証回数の計数手段 を備えていることを特徴とする、請求項24に記載の電子チップ。
  26. 【請求項26】請求項24に記載の電子チップ(1)を備えることを特徴と
    するプリペイドカード。
  27. 【請求項27】電子チップ(1)との取引、つまり請求項1から20のいず
    れか一つに記載の方法を利用する取引、のための装置において、該装置が: −電子チップの秘密鍵K、K’、論理関数gおよび非線形関数fを記憶するため
    の記憶手段、 −証明書(S)を計算し、かつマスクMを計算するための計算手段、 −電子チップ(1)によって計算された証明書の隠された値(Spm)の確認の
    ための確認手段 とからなることを特徴とする装置。
  28. 【請求項28】請求項27に記載の装置を含む公衆電話。
  29. 【請求項29】請求項27に記載の装置を含む公共サービスへのアクセス端
    末。
  30. 【請求項30】請求項27に記載の装置を含むパーキングメータ。
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