JP4052158B2 - Ｉｃカードシステムおよびｉｃカード発行方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードおよびＩＣカードを用いたＩＣカードシステムに係わり、特にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を搭載したマルチアプリケーション対応ＩＣカード、およびマルチアプリケーション対応ＩＣカードを用いたＩＣカードシステムのカードアプリケーションプログラム搭載方法および実行方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、大量の情報を格納可能であり、また高いセキュリティを有するため、従来の磁気カードに代わる新しい情報記録媒体として期待されている。さらに近年、カードに搭載されるチップとしてマイクロコンピュータチップを用いたマルチアプリケーション対応ＩＣカード（以下、単にマルチアプリＩＣカードまたはＩＣカード、カードと記述する場合がある）が登場し始めた。マルチアプリケーション対応ICカードは、単一のＩＣカード上に複数のカードアプリケーションプログラム（以下、カードＡＰと記述する場合がある）を搭載可能であり、またカード発行後の任意の時点でアプリケーション（以下、ＡＰと記述する場合がある）を動的に搭載・削除可能であるという特徴を有する。こうしたマルチアプリケーション対応ＩＣカードを実現するオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ System）の例として、モンデックス・インターナショナル（Ｍｏｎｄｅｘ International）社のＭＵＬＴＯＳやビザ・インターナショナル（VISA International）社のOpen Platform Cardが挙げられる。
【０００３】
ICカードを利用したサービスを提供するシステムを構築する場合を考える。上述のようにICカードは高い機能を有することが可能であるが、ICカード単独ではサービスを提供できない。ICカードは、従来型のホストコンピュータと接続し、外部と情報をやり取りすることによりサービスを実現可能となる。このとき、カードとホスト間の通信におけるセキュリティの確保は重要である。具体的には、カードとホストが、お互いの正当性を認証できなければならない。さらに、両者がやり取りする通信データが第３者に漏洩したり、改ざんされないようにする必要がある。以下では、セキュリティの確保が重要となるICカード業務の例を説明する。
【０００４】
まずカード発行者が関係する業務では、カードの発行時および運用時における、カードＡＰの搭載業務をセキュアに実施する必要がある。具体的には、ホスト側のカードＡＰ搭載端末上のカードＡＰ搭載用端末ＡＰと、カード側のカードＯＳとの間で、お互いの正当性を認証（以後、相互認証と記述する場合がある）し、認証が成功した後では、第３者が盗み見や改ざんを実施できない安全な通信路（以後セキュアチャネルと記述する場合がある）を確立することでセキュリティの確保を実現する。
【０００５】
次に、カードに搭載済みのカードＡＰを用いてサービスを提供するサービス提供者に関する業務では、ホスト側のカード端末上のカード端末ＡＰと、カード上のカードＡＰとの間で、相互認証し、セキュア通信を実現することでセキュリティの確保を実現する。
【０００６】
従来のＩＣカードでは、上記相互認証とセキュア通信の実現を暗号技術により実現している（詳細は、「Ｇｌｏｂａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ： Ｏｐｅｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｃａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０．１’，Ａｐｒｉｌ ２０００」、および「W. Rankl: Smart Card Handbook(John Wiley & Sons社刊)」を参照のこと）。
【０００７】
以下では、対称型暗号（共通鍵暗号）を用いた相互認証とセキュア通信の実現方法について詳細に説明する。まず、多機能ＩＣカードを用いたＩＣカードシステムの構成と、相互認証およびセキュア通信の実現について、図1に従い説明する。
【０００８】
上述のようにＩＣカードシステムは、カード１１０とカード端末機１００から構成される。カード端末機１００は、カード１１０に対して通信を行い、ＩＣカードを用いた業務サービスを実現する。この業務サービスの代表的な例として、まずＩＣカードにカードＡＰを動的に搭載するカードＡＰ搭載業務が挙げられる。他の業務としては、ＩＣカードに搭載したカードＡＰにアクセスして、一般的な業務ＡＰサービス（例えばクレジットカードサービスや電子乗車券サービスなど）を実施するサービス実行業務が挙げられる。
【０００９】
カード端末機１００では、カード端末機ＯＳ１０１が動作する。カード端末機ＯＳ１０１は、データパス１３０を介してデータ記憶部１０２に格納されたアプリケーションプログラム（ＡＰ）にアクセスし、ＡＰを実行する。
【００１０】
図１のカード端末機１００に格納されるＡＰについて説明する。カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３は、カードＡＰ搭載業務を実施するホスト側のＡＰである。カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３は、カード端末機１００に接続されるカード１１０に対して、カードＡＰロード形式データ１０４とカードＡＰロード許可証１０５を、データパス１４２を介して送付し、カードＡＰの搭載を実現する。
【００１１】
もう一つの業務ＡＰサービスを実現するホスト側のＡＰがサービス用端末ＡＰ１０６である。サービス用端末ＡＰ１０６も同様にデータパス１４２を介してカード１１０にアクセスし、業務ＡＰサービスを実現する。
【００１２】
セキュア通信とは、上述のようにデータパス１４２でやり取りされるデータについて、暗号化（Ｅｎｃｏｄｅ）や、データ完全性の保証（ＭＡＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）により、第３者へのデータ漏洩や第３者によるデータ改竄を阻止する機能である。図１では、データパス１４２をセキュア通信化することを、円筒状の記述法１４１で示した。
【００１３】
セキュア通信の実現におけるもう一つの重要な処理が相互認証である。相互認証はセキュア通信に際して各々が互いに相手を正当な通信相手であると認証する処理である。図１において、カード認証ＡＰ１０７は、カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３やサービス用端末ＡＰ１０６から呼び出されて、カード１１０と相互認証を実施するＡＰである。具体的には、カード認証ＡＰ１０７は、データパス１３１を介してカード１１０上の端末認証ＡＰ１１７をアクセスして、カードマスタ鍵Ｋｃｍ１０８、１１８を用いて相互認証を実施する。相互認証の結果がＯＫであれば、２つの認証ＡＰ１０７、１１７はカードマスタ鍵Ｋｃｍ１０８、１１８からカードセッション鍵Ｋｃｓ１０９、１１９を派生（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）する。派生されたセッション鍵は、データパス１４２上の通信データの暗号化に使用され、データパス１４２をセキュア通信化する。なお、データパス１３１とデータパス１４２は、物理的には同一のデータ通信路により実現されるデータパスであるが、パスを流れるデータが論理的に異なるため、図１では、異なる２つの（論理的な）データパスをして表現した。即ち、二重線のデータパス１３１は相互認証情報が流れるデータパスであり、円筒状の鞘１４１に包まれたデータパス１４２はセキュアメッセージが流れるデータパスである。以上でカード端末機１００の説明を終わる。
【００１４】
次にカード１１０について説明する。カード１１０は、カードＯＳ１１１とデータ記憶部１１６から構成される。カードＯＳ１１１内の通信処理部１１２は、論理的なデータパス１３１と１４２を介して外部と通信処理を行う。外部から受信したコマンドはデータパス１３２を介してカードＯＳ命令実行部１１３に送られる。例えば、受信コマンドがカードＡＰ搭載コマンドの場合、カードＯＳ命令実行部１１３は、当該命令のデータ部に格納されたカードＡＰロード形式データについて、データパス１３５を介してデータ記憶部１１６へと送付し、カードＡＰロード形式データ１２０として格納する。さらにカードＯＳ命令実行部１１３は、カードＡＰロード形式データ１２０に対して復号化等の処理１３８を実施し、カードＡＰ実行形式データ１２１に変換して格納する。もし、コマンドがカードＡＰの選択命令であれば、カードＯＳ命令実行部はカードＡＰ管理部１１４にアクセスし、カードＡＰ実行形式データ１２１を選択する。カードＡＰ選択後に、外部からカードＯＳがサポートしないコマンドが送られた場合は．当該コマンドは選択中のカードＡＰ固有のコマンドとみなされ、カードＡＰ実行部１１５に送付され実行される。受信コマンドが相互認証コマンドであれば、カードＯＳ命令実行部は端末認証ＡＰ１１７を選択する。選択されたカードＡＰ認証ＡＰはカードマスタ鍵Ｋｃｍ１１８を保持しており、カード端末機１００との相互認証を実行する。さらに端末認証ＡＰ１１７は、カードマスタ鍵１１８から派生（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）したカードセッション鍵Ｋｃｓ１１９を保持する。カードセッション鍵Ｋｃｓ１１９は、データパス１４２を介してやり取りされるデータを暗号化（図１では、この暗号化を破線１４０で示している）する。この暗号化によりデータパス１４２のセキュアチャネル化１４１が実現される。以上でカードの説明を終わる。
【００１５】
次に、従来のICカードシステムにおける相互認証処理およびセキュアメッセージ処理について図１と図２に従い説明する。
相互認証とは、２つのシステムがある種の秘密情報を共有していることを相互に検証することで実現される。具体的には、図１と図２でカード端末機１００、２００とカード１１０、２０１が、共通の対称型暗号鍵Kcm１０８、１１８を保持していることを、相互に検証することで相互認証が実現される。相互認証は、カード端末１００、２００がカード１１０、２０１を認証するカード認証と、カード１１０、２０１がカード端末１００、２００を認証する外部認証とから構成される。
【００１６】
まずカード認証について説明する。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジと呼ばれる乱数を生成し（ステップ（１））、データパス１３１を介してカード認証コマンドとして、カード１１０、２０１に送付する(ステップ２０２)。カード２０１は、カードチャレンジと呼ばれる乱数を生成し（ステップ（２））、ホストチャレンジとカードチャレンジを用いてカードマスタ鍵Kcm１１８からカードセッション鍵Kcs１１９を派生（derivation）する（ステップ（３））。さらに、カード２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してカード暗号文を作成する（ステップ（４））。カード１１０、２０１は、ステップ（２）で生成したカードチャレンジと、ステップ（４）で作成したカード暗号文を、データパス１３１を介してカード認証コマンド応答として、カード端末機１００、２００に送付する（ステップ２０３）。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジとカード１１０、２０１から送付されたカードチャレンジを用いて、カードマスタ鍵Kcm１０８からカードセッション鍵Kcs１０９を派生（derivation）する（ステップ（５））。さらに、ICカード１１０、２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１０８で暗号化してカード暗号文を作成して、カード１１０、２０１から送付されたカード暗号文と比較検証する（ステップ（６））。もし両者が一致すれば、カード端末機１００、２００は、カード１１０、２０１の正当性を確認したこととなる。
【００１７】
次に、外部認証について説明する。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してホスト暗号文を作成する（ステップ（７））。カード端末機１００、２００は、は、ステップ（６）で生成したホストチャレンジを、データパス１３１を介して外部認証コマンドとして、カード１１０、２０１に送付する（ステップ２０４）。カード１１０、２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してホスト暗号文を作成して、カード端末機１００、２００から送付されたホスト暗号文と比較検証する（ステップ（８））。もし両者が一致すれば、カード１１０、２０１はカード端末機１００、２００の正当性を確認したこととなる。ICカード１１０、２０１は、データパス１３１を介して外部認証コマンド応答として、カード端末機１００、２００に送付する（ステップ２０５）。
【００１８】
以上で相互認証の説明を終了し、次にセキュアメッセージ処理について説明する。カード端末機１００、２００は、セキュアメッセージ処理の対象コマンドデータを生成し（ステップ（９））、ステップ（５）で生成したカードセッション鍵Kcs１０９で暗号化して（１３９、１４１）、セキュアメッセージ化対象コマンド２０６として、データパス１４２を介して、カード１１０、２０１へと送付する。カード１１０、２０１は、コマンドを受信し、コマンド処理を実行し（ステップ（１０））、実行結果をステップ（３）で生成したカードセッション鍵Kcs１１９で暗号化して（１４０、１４１）、セキュアメッセージ化対象コマンド応答２０７として、データパス１４２を介して、カード１１０、２０１に送付する。以上でセキュアメッセージ処理の説明を終了する。
【００１９】
以上説明したように、従来のICカードシステムは、カード１１０とカード端末機１００で構成され、お互いの間で相互認証してセキュア通信路を実現し、該通信路を介してデータ交換を行い、サービスを提供する。こうしたICカードシステムで安全にサービスを提供するには、カード発行時に、カード毎に異なる認証用暗号鍵を設定する必要がある。さらに、カードを発行し運用する事業者は、これら暗号鍵を管理し、サービスの提供時にもカード対応で認証処理を実施する必要がある。即ち、カードを発行し、運用・管理するコストは、カードの枚数に比例して大きくなることがわかる。以上で、従来技術の説明を終える。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカードでは、カードが備える不揮発性メモリ領域に制限があるため、一枚のカードに搭載可能なカードＡＰの個数に限りがある。従ってカード利用者は、数多くのカードＡＰを利用する場合、複数枚のカードを所持する必要があった。例えば３２ＫＢ（キロバイト）の不揮発性メモリ容量を有するカードでは、カードＡＰあたりのサイズを８ＫＢと仮定すると、１カードあたり４つのカードＡＰしか搭載できないことになる。従ってカード利用者が１０個のカードＡＰを使用したいと希望する場合、カード利用者は最低でも３枚のカードを所持する必要があった。
【００２１】
このとき従来のＩＣカードでは、各々のカードは互いに独立に動作するため、カード発行者は、各カード毎にカードや個人の認証データを設定し、管理しなければならない。もしカード毎にカード発行者が異なる場合であれば、夫々のカードは独立に管理されていると考えることは自然である。しかし一つのカード発行者が、一人のカード利用者に複数枚のカードを発行する場合、利用者にとってはカードの安全性が低下し、またカード発行者にとってはカードの運用コストが大きくなるという問題点があった。以下、この２つの問題点について説明する。
【００２２】
まず、安全性に関する問題点について説明する。一般的に、カード利用者がカードを紛失する可能性は、カード利用者が所持するカードの枚数に比例すると考えられる。このとき、上述のように従来のカードでは、各カードが等しく個人情報を有するため、情報を喪失したり、悪意のある第３者に個人情報を知られてしまう可能性が、カード枚数に比例して大きくなると考えられる。
【００２３】
次に運用コストに関する問題点について説明する。カード発行者は、カード毎にカードや個人の認証情報（通常、暗号鍵である場合が多い）を設定し、また当該認証情報やカード状態情報等を管理しなければならない。従来のカードでは、各々のカードは単体で独立に動作するため、各カード毎にカードや個人の認証データを設定管理する必要がある。従って、カード管理のコストがカード枚数に比例して増大する。例えば、カードに設定するカード認証情報を例にとれば、各カード毎に異なる認証情報を設定・管理してカードの正当性を認証する必要があり、カード発行者が管理すべきカード認証情報の数はカード枚数と比例して増加する。また、パスワード（ＰＩＮ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）を例にとれば、あるカード利用者が保持する複数のカードについて、各カードに格納するＰＩＮを異なる値と仮定すると、カード発行者が管理すべきＰＩＮ番号の数はカード枚数と比例して増加する。仮に、各カードに格納するＰＩＮを同一の値と仮定しても、カード利用者がＰＩＮを変更した場合、当該利用者の保持する全カードについてＰＩＮを変更する必要が生じるため、この場合にも管理のコストはカード枚数と比例して増加するという問題点がある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報と第２の認証情報とを保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第１のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第４の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えたICカード端末機からなり、
該第１のICカードと該ICカード端末機との間で第１の相互認証処理を実施し、
該第１のICカードと該第２のICカードとの間で第２の相互認証処理を実施し、
前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード端末機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵を、該第１のカードから該カード端末に転送し、
該カード端末に転送された該第２のセッション鍵を用いて、該第２のカードと該カード端末との間でセキュア通信経路を確立することを特徴とした第１のICカードシステム。
さらに上記第１のICカードシステムにおいて、前記第１のICカードが保持する第１の認証情報と、前記ICカード端末機が保持する第３の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とする第２のICカードシステム。
さらに上記第２のICカードシステムにおいて、前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とする第３のICカードシステム。
さらに上記第１のICカードシステムにおいて、前記第１のICカードが保持する第２の認証情報と、前記第２のICカードが保持する第２の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とする第４のICカードシステム。
さらに上記第４のICカードシステムにおいて、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とする第５のICカードシステム。
または、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報を用いて、該他カードの認証情報を作成する他カード認証情報作成手段と、該他カードのカード識別情報と該生成した該他カード認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報を取得し、該取得したカード識別情報を前記第１のICカードに送付し、該送付したカード識別情報に基づく認証情報の生成を要求し、該生成された認証情報を前記第２のICカードに格納するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報を読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子を前記第一のICカードの前記他カード認証情報作成手段に送付して前記第２のICカードの認証情報の作成を要求し、該作成された前記第２のICカードの認証情報を該第１のICカードから読み出し、該読み出された認証情報を前記第２のICカードに送付して格納し、発行することを特徴とした第５のICカードシステム。
または、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報と認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、該認証報を保持する手段に格納された認証情報と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報を取得し、該取得したカード識別情報と認証情報を前記第１のICカードに送付し、格納することを要求するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報とを読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子と認証情報とを送付して格納し、発行することを特徴とした第６のICカードシステム。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例を図３に従い説明する。図３は、２枚のICカードを用いてＩＣカードサービスの提供を実現するICカードシステムの構成を示している。本発明の実施例の説明に先立って、本発明の目的を簡単に述べる。本発明の目的は、カード端末３００において、当該カード端末が事前に認証情報を有するメインカード３１０を介して、当該カード端末が事前に何らの認証情報も持たないサブカード３２０上のカードＡＰ３２６とセキュア通信を実現することにある。即ち、カード端末機は第１のＩＣカードであるメインカード３１０はカード認証を実現する責務を負い、第２のＩＣカードであるサブカード３２０はカードAPを用いたサービスＡＰ業務を実現する責務を負い、両者が連携してサービスのセキュアな提供を可能とすることが本発明の特徴である。
【００２６】
以下では図3に従い、本発明を詳細に説明する。まず、本発明のＩＣカードシステムの構成について説明する。カード端末機３００は、カード端末機ＯＳ３０１とデータ記憶部３０２から構成される。カード端末機ＯＳ３０１は、データパス３５０を介してデータ記憶部３０２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。メインカード３１０は同様に、カードＯＳ３１１とデータ記憶部３１２から構成される。カードＯＳ３１１は、データパス３５９を介してデータ記憶部３１２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。サブカード３２０についても同様に、カードＯＳ３２１とデータ記憶部３２２から構成される。カードＯＳ３２１は、データパス３６０を介してデータ記憶部３２２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。
【００２７】
以下では、本発明のＩＣカードシステムの動作を、図３を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード端末機３００にメインカード３１０とサブカード３２０が接続される。この初期状態において、カード端末機３００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３０４のみが格納されており、メインカード３１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３１４とサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７のみが格納されており、サブカード３２０にはサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍのみが格納されている。言い換えると、カード端末機３００はサブカード３２０に関する認証情報を持たないことと、メインカード３１０はサブカード３２０に関する認証情報を持っていることに注意する。
【００２８】
まず始めにカード端末機３００は、メインカード認証ＡＰ３０３を実行する。メインカード認証ＡＰ３０３は、論理的なデータパス３５１を介して、メインカード３１０上の端末認証ＡＰ３１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ３０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３０４をセットされており、メインカード３１０の端末認証ＡＰ３１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ３０３と端末認証ＡＰ３１３は、各々セッション鍵Ｋｃ１ｓ（３０５、３１５）を生成する。
【００２９】
次にカード端末機３００は、本発明の特徴的なＡＰであるカード連携用ＡＰ３０６を実行する。カード連携用ＡＰ３０６は、データパス３５４を介してメインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６にアクセスし、データパス３５５を介してサブカード３２０上のメインカード認証ＡＰ３２３とにアクセスする。この両者へのアクセスにより、カード連携用ＡＰ３０６は、両者がサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７、３２４を用いて相互認証を実行するように仲介する機能を果たしている。
【００３０】
ここで、本発明のもう一つの特徴である、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６について説明する。サブカード認証ＡＰ３１６は、メインカード３１０が認証処理を代行できるサブカードの一覧を保持して、カード端末３００が連携させようとするサブカードを認証する機能を果たしている。具体的には、サブカードの一覧として、サブカードのカード識別子とマスタ鍵の対を管理することにより、連携相手のサブカードとの相互認証を可能としている。
【００３１】
相互認証が成功すると、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６はサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７からサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３１８を派生し、サブカード３２０上のメインカード認証ＡＰ３２３はサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３２４からサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３２５を派生する。
【００３２】
次にサブカード認証ＡＰ３０７は、カード端末機３００上のメインカード認証ＡＰ３０３が生成したメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ３０５と、メインカード３１０上の端末認証ＡＰ３１３が生成したメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ３１５とを用いて、論理的なセキュア通信路３５７で保護されたデータパス３５６を実現する。サブカード認証ＡＰ３０７は、同データパス３５６を介して、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６内に生成されたサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３１８を読み出し、自ＡＰ内にサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３０８として格納する。このセッション鍵読み出しにより、カード端末機３００は、当初何の情報も持たなかったサブカード３２０について、同サブカードとセキュア通信が実現できるセッション鍵を、メインカードを介して安全に取得できたことになる。別な言い方をすると、カード端末機、即ちホスト側で、サブカードの認証情報を管理する必要がないことがわかる。
【００３３】
最後にカード端末機３００はサービス用端末ＡＰ３０９を実行する。サービス用端末ＡＰ３０９は、上記サブカード認証ＡＰ３０７が取得したサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３０８を用いて（３５８）、サブカード３２０上のカードＡＰ３２６と論理的なセキュア通信路３６３で保護されたデータパス３６２を実現することが可能となる。一方でサブカード３２０上のカードＡＰ３２６では、メインカード認証ＡＰ３２３が生成したサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３２５を用いて（３６１）、メインカード３００上のサービス用端末ＡＰ３０９と論理的なセキュア通信路３６３で保護されたデータパス３６２を実現することが可能となる。
【００３４】
以上で本発明の第1の実施例に関する説明を終了する。なお、この実施例では、各カードの認証鍵は、Ｇｌｏｂａｌ ＰｌａｔｆｏｒｍのＯｐｅｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｃａｒｄ仕様のカードマネジャ鍵に相当する鍵であったが、同仕様のセキュリティドメイン鍵に相当する鍵として考えた場合にも同様に実施例による実現が可能であることは明らかである。また本実施例では、各カードの認証鍵が対称型暗号鍵（共通暗号鍵）であるとして説明を行ったが、非対称型暗号鍵の場合にも同様に実施例による実現が可能であることは明らかである。
【００３５】
本発明の第2の実施例として、メインカードと連携可能なサブカードの発行方法について説明する。まず、本発明のＩＣカード（＝サブカード）発行機の構成を図４に従い説明する。
カード発行機４００の外部動作について説明する。カード発行機４００は、カード利用者４１０からサブカードの発行指示４２０を受付ける。次にカード発行機４００は、カード利用者のメインカード４０６の提示を求め（４２６）、同カードのサブカード認証ＡＰに対して、発行対称のサブカードの認証情報を格納する。最後にカード発行機４００はサブカード４０８をカード利用者に発行する（４２８）。
【００３６】
カード発行機４００の内部動作について説明する。カード発行機４００内のカード発行制御部４０１は、カード発行指示入力部４０２を介してサブカード発行指示を受けつける（４２１）。カード発行制御部４０１は、未発行サブカード収納部４０３に対して、未発行カードをサブカードマスタ鍵設定部４０４に送付する旨を、データパス４２２を介して指示する。搬送路４２３を介してサブカードマスタ鍵設定部４０４に送付された未発行サブカードは、カード発行制御部４０１がデータパス４２４を介して送付するマスタ鍵情報を格納され、搬送路４２５を介してカード搬出部４０７に送られ、サブカード４０８としてカード利用者４１０に発行される（４２８）。これと平行して、カード発行制御部４０１は、カード利用者４１０のメインカード４０７を受付け（４２６）、データパス４２７を介してメインカード登録情報設定部４０５に送付した発行対称のサブカード認証鍵情報を格納する。以上でサブカード発行機の動作の概要説明を終了する。
【００３７】
カード発行機４００がサブカードに格納するマスタ鍵の生成方法に関して、2つの実施例を詳細に説明する。まず始めの実施例について、図5に従い説明する。カード発行機５００は、カード発行機ＯＳ５０１とデータ記憶部５０２から構成される。カード発行機ＯＳ５０１は、データパス５５０を介してデータ記憶部５０２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。メインカード５１０は同様に、カードＯＳ５１１とデータ記憶部５１２から構成される。カードＯＳ５１１は、データパス５６０を介してデータ記憶部５１２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。サブカード５２０についても同様に、カードＯＳ５２１とデータ記憶部５２２から構成される。カードＯＳ５２１は、データパス５６１を介してデータ記憶部５２２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。
【００３８】
以下では、本発明のＩＣカードシステムでのサブカード発行方法１の動作を、図５を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード発行機５００では、メインカード５１０が接続され、サブカード５２０が準備される。この初期状態において、カード発行機５００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５０４のみが格納されており、メインカード５１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５１４のみが格納されており、サブカード５２０にはサブカード識別子Ｉｄ２のみが格納されている。
【００３９】
まず始めにカード発行機５００は、メインカード認証ＡＰ５０３を実行する。メインカード認証ＡＰ５０３は、論理的なデータパス５５１を介して、メインカード５１０上の端末認証ＡＰ５１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ５０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５０４をセットされており、メインカード５１０の端末認証ＡＰ５１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ５０３と端末認証ＡＰ５１３は、各々メインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を生成する。
【００４０】
次にカード発行機５００は、サブカード発行用ＡＰ５０６を実行する。サブカード発行用ＡＰ５０６はサブカード５２０にアクセスし、サブカード５２０固有のサブカード識別子Ｉｄ２（５２３）をデータパス５５４を介して読み出し、自身にサブカード識別子Ｉｄ２（５０７）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ５０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を用いてセキュア通信路５５９を実現し、メインカード５１０上のサブカードマスタ鍵生成ＡＰ５１６にデータパス５５５を介してアクセスし、サブカード識別子Ｉｄ２（５１７）として格納する。メインカード５１０上のサブカードマスタ鍵生成ＡＰ５１６は、サブカード識別子Ｉｄ２（５１７）と自身が格納しているサブカード認証鍵生成用マスタ鍵Ｋｃｍ５１８を用いて、サブカード５２０固有のサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５１９を派生鍵（Ｄｅｒｉｖｅｄ Key）として生成する。カード発行機５００上のサブカード発行用ＡＰ５０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を用いてセキュア通信路５５７を実現し、データパス５５６を介してサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５１９を読み出し、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５０８として自身に格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ５０６はサブカード５２０にデータパス５５８を介してアクセスし、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５２５を格納する。以上で、サブカード発行方法１の動作に関する説明を終了する。
次に、本発明のＩＣカードシステムでのサブカード発行方法２の動作を、図６を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード発行機６００では、メインカード６１０が接続され、サブカード６２０が準備される。この初期状態において、カード発行機６００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６０４のみが格納されており、メインカード６１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６１４のみが格納されており、サブカード５２０にはサブカード識別子Ｉｄ２とサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ６２５のみが格納されている。
【００４１】
まず始めにカード発行機６００は、メインカード認証ＡＰ６０３を実行する。メインカード認証ＡＰ６０３は、論理的なデータパス６５１を介して、メインカード６１０上の端末認証ＡＰ６１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ６０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６０４をセットされており、メインカード６１０の端末認証ＡＰ６１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ６０３と端末認証ＡＰ６１３は、各々メインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を生成する。
【００４２】
次にカード発行機６００は、サブカード発行用ＡＰ６０６を実行する。サブカード発行用ＡＰ６０６はサブカード６２０にアクセスし、サブカード６２０固有のサブカード識別子Ｉｄ２（６２３）をデータパス６５４を介して読み出し、自身にサブカード識別子Ｉｄ２（６０７）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ６０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を用いてセキュア通信路６５６を実現し、メインカード６１０上のサブカードマスタ鍵登録ＡＰ６１６にデータパス６５５を介してアクセスし、サブカード識別子Ｉｄ２（６１７）として格納する。
【００４３】
さらにサブカード発行用ＡＰ６０６はサブカード６２０にアクセスし、サブカード６２０固有のサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ（６２５）をデータパス６５７を介して読み出し、自身にサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ（６０９）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ６０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を用いてセキュア通信路６５９を実現し、メインカード６１０上のサブカードマスタ鍵登録ＡＰ６１６にデータパス６５８を介してアクセスし、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ６１９として格納する。以上で、サブカード発行方法２の動作に関する説明を終了する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、メインカードの利用者は必要に応じてサブカードの発行を受けることで、利用者自身の利用可能なICカードの枚数を簡便に増やすことが可能となる。またサブカードはメインカードと併用すること以外に特別な扱いが不要であり、利便性が向上する。また、サブカードを紛失した場合にも、サブカード単体では動作しないため、メインカードを複数枚使用する場合と比べて、セキュリティ面で安全と考えられる。
【００４５】
また、カード発行者にとっては、サブカードはメインカードに比して管理が単純であり、複数枚のメインカードを発行する場合に比べて運用管理のコストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のICカードシステムの構成。
【図２】従来のICカードシステムにおける相互認証処理およびセキュア通信処理のシーケンス図。
【図３】本発明のICカードシステムの構成。
【図４】本発明のICカードシステムでのサブカード発行機の構成。
【図５】本発明のICカードシステムでのサブカード発行方法１。
【図６】本発明のICカードシステムでのサブカード発行方法２。
【符号の説明】
１００：カード端末機
１０１：カード端末機OS
１０２：データ記憶部
１０７：カード認証AP
１０８：カードマスタ鍵
１０９：カードセッション鍵
１１０：カード
１１１：カードOS
１１６データ記憶部
１１７：端末認証AP
１１８：カードマスタ鍵
１１９：カードセッション鍵
２００：カード端末機
２０１：カード
３００：カード端末機
３０３：メインカード認証AP
304：メインカードマスタ鍵
305：メインカードセッション鍵
306：カード連携用AP
３０７：サブカード認証AP
３０８：サブカードセッション鍵
３０９：サービス用端末AP
３１０：メインカード
３１３：端末認証AP
3１4：メインカードマスタ鍵
3１5：メインカードセッション鍵
３１６：サブカード認証AP
3１７：サブカードマスタ鍵
3１８：サブカードセッション鍵
３２０：サブカード
３２３：メインカード認証AP
3２４：メインカードマスタ鍵
3２５：メインカードセッション鍵
４００：カード発行機
４１０：カード利用者
４０６：メインカード
４０８：サブカード
５００：カード端末機
５０３：メインカード認証AP
５04：メインカードマスタ鍵
５05：メインカードセッション鍵
５06：サブカード発行用AP
５０７：サブカード識別子
５０８：サブカードマスタ鍵
５１０：メインカード
５１３：端末認証AP
５１4：メインカードマスタ鍵
５１5：メインカードセッション鍵
５１６：サブカードマスタ鍵生成AP
５１７：サブカード識別子
５１８：サブカード認証鍵生成用マスタ鍵
５１９：サブカードマスタ鍵
５２０：サブカード
５２３：サブカード識別子
５２５：サブカードマスタ鍵
６００：カード端末機
６０３：メインカード認証AP
６04：メインカードマスタ鍵
６05：メインカードセッション鍵
６06：サブカード発行用AP
６０７：サブカード識別子
６０９：サブカードマスタ鍵
６１０：メインカード
６１３：端末認証AP
６１4：メインカードマスタ鍵
６１5：メインカードセッション鍵
６１６：サブカードマスタ鍵登録AP
５１７：サブカード識別子
６１９：サブカードマスタ鍵
6２０：サブカード
6２３：サブカード識別子
6２５：サブカードマスタ鍵。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードおよびＩＣカードを用いたＩＣカードシステムに係わり、特にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を搭載したマルチアプリケーション対応ＩＣカード、およびマルチアプリケーション対応ＩＣカードを用いたＩＣカードシステムのカードアプリケーションプログラム搭載方法および実行方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、大量の情報を格納可能であり、また高いセキュリティを有するため、従来の磁気カードに代わる新しい情報記録媒体として期待されている。さらに近年、カードに搭載されるチップとしてマイクロコンピュータチップを用いたマルチアプリケーション対応ＩＣカード（以下、単にマルチアプリＩＣカードまたはＩＣカード、カードと記述する場合がある）が登場し始めた。マルチアプリケーション対応ICカードは、単一のＩＣカード上に複数のカードアプリケーションプログラム（以下、カードＡＰと記述する場合がある）を搭載可能であり、またカード発行後の任意の時点でアプリケーション（以下、ＡＰと記述する場合がある）を動的に搭載・削除可能であるという特徴を有する。こうしたマルチアプリケーション対応ＩＣカードを実現するオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ System）の例として、モンデックス・インターナショナル（Ｍｏｎｄｅｘ International）社のＭＵＬＴＯＳやビザ・インターナショナル（VISA International）社のOpen Platform Cardが挙げられる。
【０００３】
ICカードを利用したサービスを提供するシステムを構築する場合を考える。上述のようにICカードは高い機能を有することが可能であるが、ICカード単独ではサービスを提供できない。ICカードは、従来型のホストコンピュータと接続し、外部と情報をやり取りすることによりサービスを実現可能となる。このとき、カードとホスト間の通信におけるセキュリティの確保は重要である。具体的には、カードとホストが、お互いの正当性を認証できなければならない。さらに、両者がやり取りする通信データが第３者に漏洩したり、改ざんされないようにする必要がある。以下では、セキュリティの確保が重要となるICカード業務の例を説明する。
【０００４】
まずカード発行者が関係する業務では、カードの発行時および運用時における、カードＡＰの搭載業務をセキュアに実施する必要がある。具体的には、ホスト側のカードＡＰ搭載端末上のカードＡＰ搭載用端末ＡＰと、カード側のカードＯＳとの間で、お互いの正当性を認証（以後、相互認証と記述する場合がある）し、認証が成功した後では、第３者が盗み見や改ざんを実施できない安全な通信路（以後セキュアチャネルと記述する場合がある）を確立することでセキュリティの確保を実現する。
【０００５】
次に、カードに搭載済みのカードＡＰを用いてサービスを提供するサービス提供者に関する業務では、ホスト側のカード端末上のカード端末ＡＰと、カード上のカードＡＰとの間で、相互認証し、セキュア通信を実現することでセキュリティの確保を実現する。
【０００６】
従来のＩＣカードでは、上記相互認証とセキュア通信の実現を暗号技術により実現している（詳細は、「Ｇｌｏｂａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ： Ｏｐｅｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｃａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０．１’，Ａｐｒｉｌ ２０００」、および「W. Rankl: Smart Card Handbook(John Wiley & Sons社刊)」を参照のこと）。
【０００７】
以下では、対称型暗号（共通鍵暗号）を用いた相互認証とセキュア通信の実現方法について詳細に説明する。まず、多機能ＩＣカードを用いたＩＣカードシステムの構成と、相互認証およびセキュア通信の実現について、図1に従い説明する。
【０００８】
上述のようにＩＣカードシステムは、カード１１０とカード端末機１００から構成される。カード端末機１００は、カード１１０に対して通信を行い、ＩＣカードを用いた業務サービスを実現する。この業務サービスの代表的な例として、まずＩＣカードにカードＡＰを動的に搭載するカードＡＰ搭載業務が挙げられる。他の業務としては、ＩＣカードに搭載したカードＡＰにアクセスして、一般的な業務ＡＰサービス（例えばクレジットカードサービスや電子乗車券サービスなど）を実施するサービス実行業務が挙げられる。
【０００９】
カード端末機１００では、カード端末機ＯＳ１０１が動作する。カード端末機ＯＳ１０１は、データパス１３０を介してデータ記憶部１０２に格納されたアプリケーションプログラム（ＡＰ）にアクセスし、ＡＰを実行する。
【００１０】
図１のカード端末機１００に格納されるＡＰについて説明する。カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３は、カードＡＰ搭載業務を実施するホスト側のＡＰである。カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３は、カード端末機１００に接続されるカード１１０に対して、カードＡＰロード形式データ１０４とカードＡＰロード許可証１０５を、データパス１４２を介して送付し、カードＡＰの搭載を実現する。
【００１１】
もう一つの業務ＡＰサービスを実現するホスト側のＡＰがサービス用端末ＡＰ１０６である。サービス用端末ＡＰ１０６も同様にデータパス１４２を介してカード１１０にアクセスし、業務ＡＰサービスを実現する。
【００１２】
セキュア通信とは、上述のようにデータパス１４２でやり取りされるデータについて、暗号化（Ｅｎｃｏｄｅ）や、データ完全性の保証（ＭＡＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）により、第３者へのデータ漏洩や第３者によるデータ改竄を阻止する機能である。図１では、データパス１４２をセキュア通信化することを、円筒状の記述法１４１で示した。
【００１３】
セキュア通信の実現におけるもう一つの重要な処理が相互認証である。相互認証はセキュア通信に際して各々が互いに相手を正当な通信相手であると認証する処理である。図１において、カード認証ＡＰ１０７は、カードＡＰ搭載用ＡＰ１０３やサービス用端末ＡＰ１０６から呼び出されて、カード１１０と相互認証を実施するＡＰである。具体的には、カード認証ＡＰ１０７は、データパス１３１を介してカード１１０上の端末認証ＡＰ１１７をアクセスして、カードマスタ鍵Ｋｃｍ１０８、１１８を用いて相互認証を実施する。相互認証の結果がＯＫであれば、２つの認証ＡＰ１０７、１１７はカードマスタ鍵Ｋｃｍ１０８、１１８からカードセッション鍵Ｋｃｓ１０９、１１９を派生（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）する。派生されたセッション鍵は、データパス１４２上の通信データの暗号化に使用され、データパス１４２をセキュア通信化する。なお、データパス１３１とデータパス１４２は、物理的には同一のデータ通信路により実現されるデータパスであるが、パスを流れるデータが論理的に異なるため、図１では、異なる２つの（論理的な）データパスをして表現した。即ち、二重線のデータパス１３１は相互認証情報が流れるデータパスであり、円筒状の鞘１４１に包まれたデータパス１４２はセキュアメッセージが流れるデータパスである。以上でカード端末機１００の説明を終わる。
【００１４】
次にカード１１０について説明する。カード１１０は、カードＯＳ１１１とデータ記憶部１１６から構成される。カードＯＳ１１１内の通信処理部１１２は、論理的なデータパス１３１と１４２を介して外部と通信処理を行う。外部から受信したコマンドはデータパス１３２を介してカードＯＳ命令実行部１１３に送られる。例えば、受信コマンドがカードＡＰ搭載コマンドの場合、カードＯＳ命令実行部１１３は、当該命令のデータ部に格納されたカードＡＰロード形式データについて、データパス１３５を介してデータ記憶部１１６へと送付し、カードＡＰロード形式データ１２０として格納する。さらにカードＯＳ命令実行部１１３は、カードＡＰロード形式データ１２０に対して復号化等の処理１３８を実施し、カードＡＰ実行形式データ１２１に変換して格納する。もし、コマンドがカードＡＰの選択命令であれば、カードＯＳ命令実行部はカードＡＰ管理部１１４にアクセスし、カードＡＰ実行形式データ１２１を選択する。カードＡＰ選択後に、外部からカードＯＳがサポートしないコマンドが送られた場合は．当該コマンドは選択中のカードＡＰ固有のコマンドとみなされ、カードＡＰ実行部１１５に送付され実行される。受信コマンドが相互認証コマンドであれば、カードＯＳ命令実行部は端末認証ＡＰ１１７を選択する。選択されたカードＡＰ認証ＡＰはカードマスタ鍵Ｋｃｍ１１８を保持しており、カード端末機１００との相互認証を実行する。さらに端末認証ＡＰ１１７は、カードマスタ鍵１１８から派生（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）したカードセッション鍵Ｋｃｓ１１９を保持する。カードセッション鍵Ｋｃｓ１１９は、データパス１４２を介してやり取りされるデータを暗号化（図１では、この暗号化を破線１４０で示している）する。この暗号化によりデータパス１４２のセキュアチャネル化１４１が実現される。以上でカードの説明を終わる。
【００１５】
次に、従来のICカードシステムにおける相互認証処理およびセキュアメッセージ処理について図１と図２に従い説明する。
相互認証とは、２つのシステムがある種の秘密情報を共有していることを相互に検証することで実現される。具体的には、図１と図２でカード端末機１００、２００とカード１１０、２０１が、共通の対称型暗号鍵Kcm１０８、１１８を保持していることを、相互に検証することで相互認証が実現される。相互認証は、カード端末１００、２００がカード１１０、２０１を認証するカード認証と、カード１１０、２０１がカード端末１００、２００を認証する外部認証とから構成される。
【００１６】
まずカード認証について説明する。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジと呼ばれる乱数を生成し（ステップ（１））、データパス１３１を介してカード認証コマンドとして、カード１１０、２０１に送付する(ステップ２０２)。カード２０１は、カードチャレンジと呼ばれる乱数を生成し（ステップ（２））、ホストチャレンジとカードチャレンジを用いてカードマスタ鍵Kcm１１８からカードセッション鍵Kcs１１９を派生（derivation）する（ステップ（３））。さらに、カード２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してカード暗号文を作成する（ステップ（４））。カード１１０、２０１は、ステップ（２）で生成したカードチャレンジと、ステップ（４）で作成したカード暗号文を、データパス１３１を介してカード認証コマンド応答として、カード端末機１００、２００に送付する（ステップ２０３）。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジとカード１１０、２０１から送付されたカードチャレンジを用いて、カードマスタ鍵Kcm１０８からカードセッション鍵Kcs１０９を派生（derivation）する（ステップ（５））。さらに、ICカード１１０、２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１０８で暗号化してカード暗号文を作成して、カード１１０、２０１から送付されたカード暗号文と比較検証する（ステップ（６））。もし両者が一致すれば、カード端末機１００、２００は、カード１１０、２０１の正当性を確認したこととなる。
【００１７】
次に、外部認証について説明する。カード端末機１００、２００は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してホスト暗号文を作成する（ステップ（７））。カード端末機１００、２００は、は、ステップ（６）で生成したホストチャレンジを、データパス１３１を介して外部認証コマンドとして、カード１１０、２０１に送付する（ステップ２０４）。カード１１０、２０１は、ホストチャレンジとカードチャレンジについて、カードマスタ鍵Kcm１１８で暗号化してホスト暗号文を作成して、カード端末機１００、２００から送付されたホスト暗号文と比較検証する（ステップ（８））。もし両者が一致すれば、カード１１０、２０１はカード端末機１００、２００の正当性を確認したこととなる。ICカード１１０、２０１は、データパス１３１を介して外部認証コマンド応答として、カード端末機１００、２００に送付する（ステップ２０５）。
【００１８】
以上で相互認証の説明を終了し、次にセキュアメッセージ処理について説明する。カード端末機１００、２００は、セキュアメッセージ処理の対象コマンドデータを生成し（ステップ（９））、ステップ（５）で生成したカードセッション鍵Kcs１０９で暗号化して（１３９、１４１）、セキュアメッセージ化対象コマンド２０６として、データパス１４２を介して、カード１１０、２０１へと送付する。カード１１０、２０１は、コマンドを受信し、コマンド処理を実行し（ステップ（１０））、実行結果をステップ（３）で生成したカードセッション鍵Kcs１１９で暗号化して（１４０、１４１）、セキュアメッセージ化対象コマンド応答２０７として、データパス１４２を介して、カード１１０、２０１に送付する。以上でセキュアメッセージ処理の説明を終了する。
【００１９】
以上説明したように、従来のICカードシステムは、カード１１０とカード端末機１００で構成され、お互いの間で相互認証してセキュア通信路を実現し、該通信路を介してデータ交換を行い、サービスを提供する。こうしたICカードシステムで安全にサービスを提供するには、カード発行時に、カード毎に異なる認証用暗号鍵を設定する必要がある。さらに、カードを発行し運用する事業者は、これら暗号鍵を管理し、サービスの提供時にもカード対応で認証処理を実施する必要がある。即ち、カードを発行し、運用・管理するコストは、カードの枚数に比例して大きくなることがわかる。以上で、従来技術の説明を終える。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカードでは、カードが備える不揮発性メモリ領域に制限があるため、一枚のカードに搭載可能なカードＡＰの個数に限りがある。従ってカード利用者は、数多くのカードＡＰを利用する場合、複数枚のカードを所持する必要があった。例えば３２ＫＢ（キロバイト）の不揮発性メモリ容量を有するカードでは、カードＡＰあたりのサイズを８ＫＢと仮定すると、１カードあたり４つのカードＡＰしか搭載できないことになる。従ってカード利用者が１０個のカードＡＰを使用したいと希望する場合、カード利用者は最低でも３枚のカードを所持する必要があった。
【００２１】
このとき従来のＩＣカードでは、各々のカードは互いに独立に動作するため、カード発行者は、各カード毎にカードや個人の認証データを設定し、管理しなければならない。もしカード毎にカード発行者が異なる場合であれば、夫々のカードは独立に管理されていると考えることは自然である。しかし一つのカード発行者が、一人のカード利用者に複数枚のカードを発行する場合、利用者にとってはカードの安全性が低下し、またカード発行者にとってはカードの運用コストが大きくなるという問題点があった。以下、この２つの問題点について説明する。
【００２２】
まず、安全性に関する問題点について説明する。一般的に、カード利用者がカードを紛失する可能性は、カード利用者が所持するカードの枚数に比例すると考えられる。このとき、上述のように従来のカードでは、各カードが等しく個人情報を有するため、情報を喪失したり、悪意のある第３者に個人情報を知られてしまう可能性が、カード枚数に比例して大きくなると考えられる。
【００２３】
次に運用コストに関する問題点について説明する。カード発行者は、カード毎にカードや個人の認証情報（通常、暗号鍵である場合が多い）を設定し、また当該認証情報やカード状態情報等を管理しなければならない。従来のカードでは、各々のカードは単体で独立に動作するため、各カード毎にカードや個人の認証データを設定管理する必要がある。従って、カード管理のコストがカード枚数に比例して増大する。例えば、カードに設定するカード認証情報を例にとれば、各カード毎に異なる認証情報を設定・管理してカードの正当性を認証する必要があり、カード発行者が管理すべきカード認証情報の数はカード枚数と比例して増加する。また、パスワード（ＰＩＮ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）を例にとれば、あるカード利用者が保持する複数のカードについて、各カードに格納するＰＩＮを異なる値と仮定すると、カード発行者が管理すべきＰＩＮ番号の数はカード枚数と比例して増加する。仮に、各カードに格納するＰＩＮを同一の値と仮定しても、カード利用者がＰＩＮを変更した場合、当該利用者の保持する全カードについてＰＩＮを変更する必要が生じるため、この場合にも管理のコストはカード枚数と比例して増加するという問題点がある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報と第２の認証情報とを保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第１のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第４の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えたICカード端末機からなり、
該第１のICカードと該ICカード端末機との間で第１の相互認証処理を実施し、
該第１のICカードと該第２のICカードとの間で第２の相互認証処理を実施し、
前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード端末機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵を、該第１のカードから該カード端末に転送し、
該カード端末に転送された該第２のセッション鍵を用いて、該第２のカードと該カード端末との間でセキュア通信経路を確立することを特徴とした第１のICカードシステム。
さらに上記第１のICカードシステムにおいて、前記第１のICカードが保持する第１の認証情報と、前記ICカード端末機が保持する第３の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とする第２のICカードシステム。
さらに上記第２のICカードシステムにおいて、前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とする第３のICカードシステム。
さらに上記第１のICカードシステムにおいて、前記第１のICカードが保持する第２の認証情報と、前記第２のICカードが保持する第２の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とする第４のICカードシステム。
さらに上記第４のICカードシステムにおいて、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とする第５のICカードシステム。
または、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報を用いて、該他カードの認証情報を作成する他カード認証情報作成手段と、該他カードのカード識別情報と該生成した該他カード認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報を取得し、該取得したカード識別情報を前記第１のICカードに送付し、該送付したカード識別情報に基づく認証情報の生成を要求し、該生成された認証情報を前記第２のICカードに格納するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報を読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子を前記第一のICカードの前記他カード認証情報作成手段に送付して前記第２のICカードの認証情報の作成を要求し、該作成された前記第２のICカードの認証情報を該第１のICカードから読み出し、該読み出された認証情報を前記第２のICカードに送付して格納し、発行することを特徴とした第５のICカードシステム。
または、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報と認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、該認証報を保持する手段に格納された認証情報と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報を取得し、該取得したカード識別情報と認証情報を前記第１のICカードに送付し、格納することを要求するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報とを読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子と認証情報とを送付して格納し、発行することを特徴とした第６のICカードシステム。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例を図３に従い説明する。図３は、２枚のICカードを用いてＩＣカードサービスの提供を実現するICカードシステムの構成を示している。本発明の実施例の説明に先立って、本発明の目的を簡単に述べる。本発明の目的は、カード端末３００において、当該カード端末が事前に認証情報を有するメインカード３１０を介して、当該カード端末が事前に何らの認証情報も持たないサブカード３２０上のカードＡＰ３２６とセキュア通信を実現することにある。即ち、カード端末機は第１のＩＣカードであるメインカード３１０はカード認証を実現する責務を負い、第２のＩＣカードであるサブカード３２０はカードAPを用いたサービスＡＰ業務を実現する責務を負い、両者が連携してサービスのセキュアな提供を可能とすることが本発明の特徴である。
【００２６】
以下では図3に従い、本発明を詳細に説明する。まず、本発明のＩＣカードシステムの構成について説明する。カード端末機３００は、カード端末機ＯＳ３０１とデータ記憶部３０２から構成される。カード端末機ＯＳ３０１は、データパス３５０を介してデータ記憶部３０２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。メインカード３１０は同様に、カードＯＳ３１１とデータ記憶部３１２から構成される。カードＯＳ３１１は、データパス３５９を介してデータ記憶部３１２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。サブカード３２０についても同様に、カードＯＳ３２１とデータ記憶部３２２から構成される。カードＯＳ３２１は、データパス３６０を介してデータ記憶部３２２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。
【００２７】
以下では、本発明のＩＣカードシステムの動作を、図３を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード端末機３００にメインカード３１０とサブカード３２０が接続される。この初期状態において、カード端末機３００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３０４のみが格納されており、メインカード３１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３１４とサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７のみが格納されており、サブカード３２０にはサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍのみが格納されている。言い換えると、カード端末機３００はサブカード３２０に関する認証情報を持たないことと、メインカード３１０はサブカード３２０に関する認証情報を持っていることに注意する。
【００２８】
まず始めにカード端末機３００は、メインカード認証ＡＰ３０３を実行する。メインカード認証ＡＰ３０３は、論理的なデータパス３５１を介して、メインカード３１０上の端末認証ＡＰ３１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ３０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ３０４をセットされており、メインカード３１０の端末認証ＡＰ３１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ３０３と端末認証ＡＰ３１３は、各々セッション鍵Ｋｃ１ｓ（３０５、３１５）を生成する。
【００２９】
次にカード端末機３００は、本発明の特徴的なＡＰであるカード連携用ＡＰ３０６を実行する。カード連携用ＡＰ３０６は、データパス３５４を介してメインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６にアクセスし、データパス３５５を介してサブカード３２０上のメインカード認証ＡＰ３２３とにアクセスする。この両者へのアクセスにより、カード連携用ＡＰ３０６は、両者がサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７、３２４を用いて相互認証を実行するように仲介する機能を果たしている。
【００３０】
ここで、本発明のもう一つの特徴である、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６について説明する。サブカード認証ＡＰ３１６は、メインカード３１０が認証処理を代行できるサブカードの一覧を保持して、カード端末３００が連携させようとするサブカードを認証する機能を果たしている。具体的には、サブカードの一覧として、サブカードのカード識別子とマスタ鍵の対を管理することにより、連携相手のサブカードとの相互認証を可能としている。
【００３１】
相互認証が成功すると、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６はサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３１７からサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３１８を派生し、サブカード３２０上のメインカード認証ＡＰ３２３はサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ３２４からサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３２５を派生する。
【００３２】
次にサブカード認証ＡＰ３０７は、カード端末機３００上のメインカード認証ＡＰ３０３が生成したメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ３０５と、メインカード３１０上の端末認証ＡＰ３１３が生成したメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ３１５とを用いて、論理的なセキュア通信路３５７で保護されたデータパス３５６を実現する。サブカード認証ＡＰ３０７は、同データパス３５６を介して、メインカード３１０上のサブカード認証ＡＰ３１６内に生成されたサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３１８を読み出し、自ＡＰ内にサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３０８として格納する。このセッション鍵読み出しにより、カード端末機３００は、当初何の情報も持たなかったサブカード３２０について、同サブカードとセキュア通信が実現できるセッション鍵を、メインカードを介して安全に取得できたことになる。別な言い方をすると、カード端末機、即ちホスト側で、サブカードの認証情報を管理する必要がないことがわかる。
【００３３】
最後にカード端末機３００はサービス用端末ＡＰ３０９を実行する。サービス用端末ＡＰ３０９は、上記サブカード認証ＡＰ３０７が取得したサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３０８を用いて（３５８）、サブカード３２０上のカードＡＰ３２６と論理的なセキュア通信路３６３で保護されたデータパス３６２を実現することが可能となる。一方でサブカード３２０上のカードＡＰ３２６では、メインカード認証ＡＰ３２３が生成したサブカードセッション鍵Ｋｃ２ｓ３２５を用いて（３６１）、メインカード３００上のサービス用端末ＡＰ３０９と論理的なセキュア通信路３６３で保護されたデータパス３６２を実現することが可能となる。
【００３４】
以上で本発明の第1の実施例に関する説明を終了する。なお、この実施例では、各カードの認証鍵は、Ｇｌｏｂａｌ ＰｌａｔｆｏｒｍのＯｐｅｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｃａｒｄ仕様のカードマネジャ鍵に相当する鍵であったが、同仕様のセキュリティドメイン鍵に相当する鍵として考えた場合にも同様に実施例による実現が可能であることは明らかである。また本実施例では、各カードの認証鍵が対称型暗号鍵（共通暗号鍵）であるとして説明を行ったが、非対称型暗号鍵の場合にも同様に実施例による実現が可能であることは明らかである。
【００３５】
本発明の第2の実施例として、メインカードと連携可能なサブカードの発行方法について説明する。まず、本発明のＩＣカード（＝サブカード）発行機の構成を図４に従い説明する。
カード発行機４００の外部動作について説明する。カード発行機４００は、カード利用者４１０からサブカードの発行指示４２０を受付ける。次にカード発行機４００は、カード利用者のメインカード４０６の提示を求め（４２６）、同カードのサブカード認証ＡＰに対して、発行対称のサブカードの認証情報を格納する。最後にカード発行機４００はサブカード４０８をカード利用者に発行する（４２８）。
【００３６】
カード発行機４００の内部動作について説明する。カード発行機４００内のカード発行制御部４０１は、カード発行指示入力部４０２を介してサブカード発行指示を受けつける（４２１）。カード発行制御部４０１は、未発行サブカード収納部４０３に対して、未発行カードをサブカードマスタ鍵設定部４０４に送付する旨を、データパス４２２を介して指示する。搬送路４２３を介してサブカードマスタ鍵設定部４０４に送付された未発行サブカードは、カード発行制御部４０１がデータパス４２４を介して送付するマスタ鍵情報を格納され、搬送路４２５を介してカード搬出部４０７に送られ、サブカード４０８としてカード利用者４１０に発行される（４２８）。これと平行して、カード発行制御部４０１は、カード利用者４１０のメインカード４０７を受付け（４２６）、データパス４２７を介してメインカード登録情報設定部４０５に送付した発行対称のサブカード認証鍵情報を格納する。以上でサブカード発行機の動作の概要説明を終了する。
【００３７】
カード発行機４００がサブカードに格納するマスタ鍵の生成方法に関して、2つの実施例を詳細に説明する。まず始めの実施例について、図5に従い説明する。カード発行機５００は、カード発行機ＯＳ５０１とデータ記憶部５０２から構成される。カード発行機ＯＳ５０１は、データパス５５０を介してデータ記憶部５０２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。メインカード５１０は同様に、カードＯＳ５１１とデータ記憶部５１２から構成される。カードＯＳ５１１は、データパス５６０を介してデータ記憶部５１２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。サブカード５２０についても同様に、カードＯＳ５２１とデータ記憶部５２２から構成される。カードＯＳ５２１は、データパス５６１を介してデータ記憶部５２２上のアプリケーション（ＡＰ）をアクセスし、実行する。
【００３８】
以下では、本発明のＩＣカードシステムでのサブカード発行方法１の動作を、図５を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード発行機５００では、メインカード５１０が接続され、サブカード５２０が準備される。この初期状態において、カード発行機５００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５０４のみが格納されており、メインカード５１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５１４のみが格納されており、サブカード５２０にはサブカード識別子Ｉｄ２のみが格納されている。
【００３９】
まず始めにカード発行機５００は、メインカード認証ＡＰ５０３を実行する。メインカード認証ＡＰ５０３は、論理的なデータパス５５１を介して、メインカード５１０上の端末認証ＡＰ５１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ５０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ５０４をセットされており、メインカード５１０の端末認証ＡＰ５１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ５０３と端末認証ＡＰ５１３は、各々メインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を生成する。
【００４０】
次にカード発行機５００は、サブカード発行用ＡＰ５０６を実行する。サブカード発行用ＡＰ５０６はサブカード５２０にアクセスし、サブカード５２０固有のサブカード識別子Ｉｄ２（５２３）をデータパス５５４を介して読み出し、自身にサブカード識別子Ｉｄ２（５０７）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ５０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を用いてセキュア通信路５５９を実現し、メインカード５１０上のサブカードマスタ鍵生成ＡＰ５１６にデータパス５５５を介してアクセスし、サブカード識別子Ｉｄ２（５１７）として格納する。メインカード５１０上のサブカードマスタ鍵生成ＡＰ５１６は、サブカード識別子Ｉｄ２（５１７）と自身が格納しているサブカード認証鍵生成用マスタ鍵Ｋｃｍ５１８を用いて、サブカード５２０固有のサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５１９を派生鍵（Ｄｅｒｉｖｅｄ Key）として生成する。カード発行機５００上のサブカード発行用ＡＰ５０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（５０５、５１５）を用いてセキュア通信路５５７を実現し、データパス５５６を介してサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５１９を読み出し、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５０８として自身に格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ５０６はサブカード５２０にデータパス５５８を介してアクセスし、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ５２５を格納する。以上で、サブカード発行方法１の動作に関する説明を終了する。
次に、本発明のＩＣカードシステムでのサブカード発行方法２の動作を、図６を用いて、時間的な順序に従って説明する。カード発行機６００では、メインカード６１０が接続され、サブカード６２０が準備される。この初期状態において、カード発行機６００にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６０４のみが格納されており、メインカード６１０にはメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６１４のみが格納されており、サブカード５２０にはサブカード識別子Ｉｄ２とサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ６２５のみが格納されている。
【００４１】
まず始めにカード発行機６００は、メインカード認証ＡＰ６０３を実行する。メインカード認証ＡＰ６０３は、論理的なデータパス６５１を介して、メインカード６１０上の端末認証ＡＰ６１３をアクセスする。メインカード認証ＡＰ６０３はメインカードマスタ鍵Ｋｃ１ｍ６０４をセットされており、メインカード６１０の端末認証ＡＰ６１３と相互認証を実行する。相互認証が成功すると、メインカード認証ＡＰ６０３と端末認証ＡＰ６１３は、各々メインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を生成する。
【００４２】
次にカード発行機６００は、サブカード発行用ＡＰ６０６を実行する。サブカード発行用ＡＰ６０６はサブカード６２０にアクセスし、サブカード６２０固有のサブカード識別子Ｉｄ２（６２３）をデータパス６５４を介して読み出し、自身にサブカード識別子Ｉｄ２（６０７）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ６０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を用いてセキュア通信路６５６を実現し、メインカード６１０上のサブカードマスタ鍵登録ＡＰ６１６にデータパス６５５を介してアクセスし、サブカード識別子Ｉｄ２（６１７）として格納する。
【００４３】
さらにサブカード発行用ＡＰ６０６はサブカード６２０にアクセスし、サブカード６２０固有のサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ（６２５）をデータパス６５７を介して読み出し、自身にサブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ（６０９）として格納する。さらにサブカード発行用ＡＰ６０６は、上記生成済みのメインカードセッション鍵Ｋｃ１ｓ（６０５、６１５）を用いてセキュア通信路６５９を実現し、メインカード６１０上のサブカードマスタ鍵登録ＡＰ６１６にデータパス６５８を介してアクセスし、サブカードマスタ鍵Ｋｃ２ｍ６１９として格納する。以上で、サブカード発行方法２の動作に関する説明を終了する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、メインカードの利用者は必要に応じてサブカードの発行を受けることで、利用者自身の利用可能なICカードの枚数を簡便に増やすことが可能となる。またサブカードはメインカードと併用すること以外に特別な扱いが不要であり、利便性が向上する。また、サブカードを紛失した場合にも、サブカード単体では動作しないため、メインカードを複数枚使用する場合と比べて、セキュリティ面で安全と考えられる。
【００４５】
また、カード発行者にとっては、サブカードはメインカードに比して管理が単純であり、複数枚のメインカードを発行する場合に比べて運用管理のコストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のICカードシステムの構成。
【図２】従来のICカードシステムにおける相互認証処理およびセキュア通信処理のシーケンス図。
【図３】本発明のICカードシステムの構成。
【図４】本発明のICカードシステムでのサブカード発行機の構成。
【図５】本発明のICカードシステムでのサブカード発行方法１。
【図６】本発明のICカードシステムでのサブカード発行方法２。
【符号の説明】
１００：カード端末機
１０１：カード端末機OS
１０２：データ記憶部
１０７：カード認証AP
１０８：カードマスタ鍵
１０９：カードセッション鍵
１１０：カード
１１１：カードOS
１１６データ記憶部
１１７：端末認証AP
１１８：カードマスタ鍵
１１９：カードセッション鍵
２００：カード端末機
２０１：カード
３００：カード端末機
３０３：メインカード認証AP
304：メインカードマスタ鍵
305：メインカードセッション鍵
306：カード連携用AP
３０７：サブカード認証AP
３０８：サブカードセッション鍵
３０９：サービス用端末AP
３１０：メインカード
３１３：端末認証AP
3１4：メインカードマスタ鍵
3１5：メインカードセッション鍵
３１６：サブカード認証AP
3１７：サブカードマスタ鍵
3１８：サブカードセッション鍵
３２０：サブカード
３２３：メインカード認証AP
3２４：メインカードマスタ鍵
3２５：メインカードセッション鍵
４００：カード発行機
４１０：カード利用者
４０６：メインカード
４０８：サブカード
５００：カード端末機
５０３：メインカード認証AP
５04：メインカードマスタ鍵
５05：メインカードセッション鍵
５06：サブカード発行用AP
５０７：サブカード識別子
５０８：サブカードマスタ鍵
５１０：メインカード
５１３：端末認証AP
５１4：メインカードマスタ鍵
５１5：メインカードセッション鍵
５１６：サブカードマスタ鍵生成AP
５１７：サブカード識別子
５１８：サブカード認証鍵生成用マスタ鍵
５１９：サブカードマスタ鍵
５２０：サブカード
５２３：サブカード識別子
５２５：サブカードマスタ鍵
６００：カード端末機
６０３：メインカード認証AP
６04：メインカードマスタ鍵
６05：メインカードセッション鍵
６06：サブカード発行用AP
６０７：サブカード識別子
６０９：サブカードマスタ鍵
６１０：メインカード
６１３：端末認証AP
６１4：メインカードマスタ鍵
６１5：メインカードセッション鍵
６１６：サブカードマスタ鍵登録AP
５１７：サブカード識別子
６１９：サブカードマスタ鍵
6２０：サブカード
6２３：サブカード識別子
6２５：サブカードマスタ鍵。
Claims (7)
- 自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報と第２の認証情報とを保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第１のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第４の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えたICカード端末機からなり、
該第１のICカードと該ICカード端末機との間で第１の相互認証処理を実施し、
該第１のICカードと該第２のICカードとの間で第２の相互認証処理を実施し、
前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード端末機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵を、該第１のカードから該カード端末に転送し、
該カード端末に転送された該第２のセッション鍵を用いて、該第２のカードと該カード端末との間でセキュア通信経路を確立することを特徴としたICカードシステム。 - 請求項１において、前記第１のICカードが保持する第１の認証情報と、前記ICカード端末機が保持する第３の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とするICカードシステム。
- 請求項２において、前記第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とするICカードシステム。
- 請求項１において、前記第１のICカードが保持する第２の認証情報と、前記第２のICカードが保持する第２の認証情報とは、同一の対称型暗号鍵であることを特徴とするICカードシステム。
- 請求項４において、前記第２の相互認証処理の結果に基づき生成された第２のセッション鍵とは、前記対称型暗号鍵で乱数を暗号化することにより得られた対称型暗号鍵であることを特徴とするICカードシステム。
- 自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報を用いて、該他カードの認証情報を作成する他カード認証情報作成手段と、該他カードのカード識別情報と該生成した該他カード認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報を取得し、該取得したカード識別情報を前記第１のICカードに送付し、該送付したカード識別情報に基づく認証情報の生成を要求し、該生成された認証情報を前記第２のICカードに格納するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報を読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子を前記第一のICカードの前記他カード認証情報作成手段に送付して前記第２のICカードの認証情報の作成を要求し、該作成された前記第２のICカードの認証情報を該第１のICカードから読み出し、該読み出された認証情報を前記第２のICカードに送付して格納し、発行することを特徴としたICカードシステム。 - 自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第１の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、外部から入力した他カードのカード識別情報と認証情報とを対にして管理する他カード認証情報管理手段とを備えた第１のICカードと、
自己のカード識別情報を保持する手段と、自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第２の認証情報を保持する手段と、該認証報を保持する手段に格納された認証情報と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段を備えた第２のICカードと、
自己あるいは他者の正当性を認証可能とする第３の認証情報を保持する手段と、他者と相互の正当性を認証する相互認証手段と、該相互認証の結果に基づき他者とセキュアな通信経路を確立するセッション鍵を生成し、該生成したセッション鍵を用いるセキュア通信手段と、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報を取得し、該取得したカード識別情報と認証情報を前記第１のICカードに送付し、格納することを要求するカード発行手段とを備えたICカード発行機からなり、
該ICカード発行機は、前記第２のICカードからカード識別情報と認証情報とを読み出し、該第１のICカードとの間で第１の相互認証処理を実施し、該第１の相互認証処理の結果に基づき生成された第１のセッション鍵を用いて、該第１のICカードと該ICカード発行機との間に確立された第１のセキュア通信経路を介して、前期第２のICカードから読み出されたカード識別子と認証情報とを送付して格納し、発行することを特徴としたICカードシステム。
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