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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022091498
(43)【公開日】2022-06-21
(54)【発明の名称】暗号通信システム、暗号通信方法および暗号通信装置
(51)【国際特許分類】
H04L 9/08 20060101AFI20220614BHJP
H04L 9/10 20060101ALI20220614BHJP
G06F 21/86 20130101ALI20220614BHJP
【ＦＩ】
H04L9/00 601C
H04L9/00 601E
H04L9/00 621A
G06F21/86
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020204371
(22)【出願日】2020-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504180239
【氏名又は名称】国立大学法人信州大学
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】三重野 武彦
(72)【発明者】
【氏名】岡崎 裕之
(57)【要約】
【課題】簡易な暗号通信システムとすることを可能としつつ、第三者にいずれかの暗号通信装置の個別情報が漏洩したとしても、なりすましを低減させることができる暗号通信システムを提供する。
【解決手段】第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置と、第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置と、を備え、前記第１暗号通信装置は、前記第１鍵生成関数と前記第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、前記第２暗号通信装置は、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、暗号通信システム。
【選択図】図１
【解決手段】第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置と、第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置と、を備え、前記第１暗号通信装置は、前記第１鍵生成関数と前記第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、前記第２暗号通信装置は、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、暗号通信システム。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置と、
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置と、
を備え、
前記第１暗号通信装置は、前記第１鍵生成関数と前記第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、
前記第２暗号通信装置は、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、
暗号通信システム。
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置と、
を備え、
前記第１暗号通信装置は、前記第１鍵生成関数と前記第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、
前記第２暗号通信装置は、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、
暗号通信システム。
【請求項2】
前記第１２共通鍵は、前記第１耐タンパー性デバイスに記憶され、
前記第２１共通鍵は、前記第２耐タンパー性デバイスに記憶される、
請求項１に記載の暗号通信システム。
前記第２１共通鍵は、前記第２耐タンパー性デバイスに記憶される、
請求項１に記載の暗号通信システム。
【請求項3】
前記第１暗号通信装置は、前記第１２共通鍵と前記第１個別情報を用いて第１認証子を生成し、生成した前記第１認証子を前記第２暗号通信装置に送信し、
前記第２暗号通信装置は、前記第２１共通鍵を用いて、前記第１暗号通信装置から受信した前記第１認証子を復号し、
前記第２暗号通信装置は、前記第１認証子の復号結果に基づいて、前記第１暗号通信装置の認証を行う、
請求項１または請求項２に記載の暗号通信システム。
前記第２暗号通信装置は、前記第２１共通鍵を用いて、前記第１暗号通信装置から受信した前記第１認証子を復号し、
前記第２暗号通信装置は、前記第１認証子の復号結果に基づいて、前記第１暗号通信装置の認証を行う、
請求項１または請求項２に記載の暗号通信システム。
【請求項4】
前記第２暗号通信装置は、前記第２１共通鍵と前記第２個別情報を用いて第２認証子を生成し、生成した前記第２認証子を前記第１暗号通信装置に送信し、
前記第１暗号通信装置は、前記第１２共通鍵を用いて、前記第２暗号通信装置から受信した前記第２認証子を復号し、
前記第１暗号通信装置は、前記第２認証子の復号結果に基づいて、前記第２暗号通信装置の認証を行う、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の暗号通信システム。
前記第１暗号通信装置は、前記第１２共通鍵を用いて、前記第２暗号通信装置から受信した前記第２認証子を復号し、
前記第１暗号通信装置は、前記第２認証子の復号結果に基づいて、前記第２暗号通信装置の認証を行う、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の暗号通信システム。
【請求項5】
第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置が、前記第１鍵生成関数と第２暗号通信装置の第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、前記第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する前記第２暗号通信装置が、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、
暗号通信方法。
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、前記第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する前記第２暗号通信装置が、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、
暗号通信方法。
【請求項6】
第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する暗号通信装置であって、
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置の前記第２個別情報を取得し、
取得した前記第２個別情報と前記第１鍵生成関数とを用いて第１２共通鍵を生成する、
暗号通信装置。
第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置の前記第２個別情報を取得し、
取得した前記第２個別情報と前記第１鍵生成関数とを用いて第１２共通鍵を生成する、
暗号通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、暗号通信システム、暗号通信方法および暗号通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に記載された車車／路車間通信システムでは、あるエリアに存在する路側機と車載機とが同じ共通鍵を用いて通信することが行われている。また、このシステムでは、当該路側機は、当該路側機が属するエリアと近隣エリアの共通鍵を鍵管理サーバーから取得し、通信可能な車載機に配布することが行われている。このシステムでは、鍵管理サーバーおよび路側機を備えた暗号通信システムとなっている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２２７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載されたシステムでは、第三者のなりすまし対策として、データ量を増やし、暗号を複雑にすることでセキュリティを高めている。ここで、セキュリティの高さとデータ量とがトレードオフの関係であり、このため、データ量の増加に伴い、暗号通信システムの大型化になる。このため、簡易的な暗号通信システムと高いセキュリティとの両立が難しい場合があった。
【0005】
このような問題への対処として、高セキュリティかつ鍵管理サーバー等の外部装置を必要としない構成として、全てのデバイスに個別情報と、通信対象数と同数の鍵（もしくは鍵束）と、を備える構成が考えられる。しかしながら、全てのデバイスに通信対象数と同数の鍵（もしくは鍵束）を備える構成は、あとから通信相手を増やせないこと、および、鍵生成関数のデータ量が膨大となることなどから、現実的ではない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために一態様は、第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置と、第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置と、を備え、前記第１暗号通信装置は、前記第１鍵生成関数と前記第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、前記第２暗号通信装置は、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、暗号通信システムである。
【0007】
上記課題を解決するために一態様は、第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置が、前記第１鍵生成関数と第２暗号通信装置の第２個別情報とを用いて第１２共通鍵を生成し、第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、前記第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する前記第２暗号通信装置が、前記第２鍵生成関数と前記第１個別情報とを用いて第２１共通鍵を生成する、暗号通信方法である。
【0008】
上記課題を解決するために一態様は、第１鍵生成関数を記憶する第１耐タンパー性デバイスと、第１個別情報を記憶する第１記憶部と、を有する暗号通信装置であって、第２鍵生成関数を記憶する第２耐タンパー性デバイスと、第２個別情報を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置の前記第２個別情報を取得し、取得した前記第２個別情報と前記第１鍵生成関数とを用いて第１２共通鍵を生成する、暗号通信装置である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】暗号通信システムの概略的な構成例を示す図である。
【図2】第１暗号通信装置と第２暗号通信装置との間で行われる暗号通信の処理の流れを示す図である。
【図3】共通鍵の生成の様子を示す図である。
【図4】認証子の生成の様子を示す図である。
【図5】正規の装置により生成される共通鍵を示す図である。
【図6】不正な装置により生成される共通鍵を示す図である。
【図7】変形例に係る第１ａ暗号通信装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
図１は、暗号通信システム１の概略的な構成例を示す図である。
暗号通信システム１は、第１暗号通信装置１１と、第２暗号通信装置１２と、を備える。
暗号通信システム１は、第１暗号通信装置１１と、第２暗号通信装置１２と、を備える。
【0012】
第１暗号通信装置１１は、第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１メモリー１３１と、第１入力部１３２と、第１出力部１３３と、第１通信部１３４と、第１制御部１３５と、を備える。
第１耐タンパー性デバイス１１１には、第１鍵生成関数３１１が記憶されている。第１耐タンパー性デバイス１１１には、製造時に第１鍵生成関数３１１が埋め込まれていてもよい。第１耐タンパー性デバイス１１１は、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）デバイスであってもよい。
第１メモリー１３１には、第１個別情報３３１が記憶されている。
第１メモリー１３１は、第１記憶部の一例である。
第１耐タンパー性デバイス１１１には、第１鍵生成関数３１１が記憶されている。第１耐タンパー性デバイス１１１には、製造時に第１鍵生成関数３１１が埋め込まれていてもよい。第１耐タンパー性デバイス１１１は、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）デバイスであってもよい。
第１メモリー１３１には、第１個別情報３３１が記憶されている。
第１メモリー１３１は、第１記憶部の一例である。
【0013】
第２暗号通信装置１２は、第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２メモリー２３１と、第２入力部２３２と、第２出力部２３３と、第２通信部２３４と、第２制御部２３５と、を備える。
第２耐タンパー性デバイス２１１には、第２鍵生成関数３１２が記憶されている。第２耐タンパー性デバイス２１１には、製造時に第２鍵生成関数３１２が埋め込まれていてもよい。第２耐タンパー性デバイス２１１は、ＩｏＴデバイスであってもよい。
第２メモリー２３１には、第２個別情報３３２が記憶されている。
第２メモリー２３１は、第２記憶部の一例である。
第２耐タンパー性デバイス２１１には、第２鍵生成関数３１２が記憶されている。第２耐タンパー性デバイス２１１には、製造時に第２鍵生成関数３１２が埋め込まれていてもよい。第２耐タンパー性デバイス２１１は、ＩｏＴデバイスであってもよい。
第２メモリー２３１には、第２個別情報３３２が記憶されている。
第２メモリー２３１は、第２記憶部の一例である。
【0014】
第１暗号通信装置１１について説明する。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１鍵生成関数３１１を用いて共通鍵を演算する機能を有する。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１暗号通信装置１１と着脱可能であってもよく、または、第１暗号通信装置１１と一体化されていてもよい。例えば、第１暗号通信装置１１の本体がコンピューターを用いて構成され、第１耐タンパー性デバイス１１１がチップとして構成され、当該コンピューターのボードに当該チップが挿入されることで、第１暗号通信装置１１が構成されてもよい。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１耐タンパー性デバイス１１１に記憶された第１鍵生成関数３１１が外部から不当に取得することができないように対策されている。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１鍵生成関数３１１を用いて共通鍵を演算する機能を有する。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１暗号通信装置１１と着脱可能であってもよく、または、第１暗号通信装置１１と一体化されていてもよい。例えば、第１暗号通信装置１１の本体がコンピューターを用いて構成され、第１耐タンパー性デバイス１１１がチップとして構成され、当該コンピューターのボードに当該チップが挿入されることで、第１暗号通信装置１１が構成されてもよい。
第１耐タンパー性デバイス１１１は、第１耐タンパー性デバイス１１１に記憶された第１鍵生成関数３１１が外部から不当に取得することができないように対策されている。
【0015】
第１メモリー１３１は、第１個別情報３３１以外の情報も記憶してもよい。
第１入力部１３２は、第１暗号通信装置１１の第１ユーザーによって操作される操作部を有しており、当該操作部への操作内容に応じた情報を入力する。
第１出力部１３３は、画面表示または音声などにより、情報を出力する。
第１入力部１３２は、第１暗号通信装置１１の第１ユーザーによって操作される操作部を有しており、当該操作部への操作内容に応じた情報を入力する。
第１出力部１３３は、画面表示または音声などにより、情報を出力する。
【0016】
第１通信部１３４は、第２暗号通信装置１２と通信する通信インターフェイスである。この通信は、有線通信であってもよく、または、無線通信であってもよい。
無線通信として、ＲＦＩＤ （Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術の一種である近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等が用いられてもよい。
本実施形態では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とが直接通信する場合を示すが、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とが、他の装置を介して、間接的に通信してもよい。
第１通信部１３４と第２暗号通信装置１２とが通信する通信路は、盗聴傍受され得る通信路であるとし、このため、暗号通信が有効となる。
無線通信として、ＲＦＩＤ （Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術の一種である近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等が用いられてもよい。
本実施形態では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とが直接通信する場合を示すが、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とが、他の装置を介して、間接的に通信してもよい。
第１通信部１３４と第２暗号通信装置１２とが通信する通信路は、盗聴傍受され得る通信路であるとし、このため、暗号通信が有効となる。
【0017】
第１制御部１３５は、各種の処理を制御する。
第１制御部１３５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサーを備えてもよく、第１メモリー１３１に記憶された制御プログラムを実行して各種の処理を制御してもよい。
第１制御部１３５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサーを備えてもよく、第１メモリー１３１に記憶された制御プログラムを実行して各種の処理を制御してもよい。
【0018】
本実施形態では、第１耐タンパー性デバイス１１１が第１鍵生成関数３１１を用いた暗号および復号のための演算を行う機能を有しており、第１制御部１３５が第１耐タンパー性デバイス１１１の入出力を制御することで第１耐タンパー性デバイス１１１による演算を実行させる。
他の構成例として、第１制御部１３５が当該暗号および当該復号のための演算の一部を実行して、第１耐タンパー性デバイス１１１による演算と合わせて、当該暗号および当該復号が実現されてもよい。
他の構成例として、第１制御部１３５が当該暗号および当該復号のための演算の一部を実行して、第１耐タンパー性デバイス１１１による演算と合わせて、当該暗号および当該復号が実現されてもよい。
【0019】
第１鍵生成関数３１１としては、様々な鍵生成関数が用いられてもよい。
第１鍵生成関数３１１は、ＩＤベースの鍵を生成する関数であってもよく、または、ＫＰＳの鍵を生成する関数であってもよい。
第１鍵生成関数３１１としては、演算量を少なくするために、ペアリング演算を行わない関数が用いられることが好ましく、特に、第１耐タンパー性デバイス１１１の演算能力が低い場合に好ましい。第１鍵生成関数３１１としては、行列演算を行う関数が用いられてもよい。
ただし、第１鍵生成関数３１１として、ペアリング演算を行う関数が用いられてもよい。
第１鍵生成関数３１１は、ＩＤベースの鍵を生成する関数であってもよく、または、ＫＰＳの鍵を生成する関数であってもよい。
第１鍵生成関数３１１としては、演算量を少なくするために、ペアリング演算を行わない関数が用いられることが好ましく、特に、第１耐タンパー性デバイス１１１の演算能力が低い場合に好ましい。第１鍵生成関数３１１としては、行列演算を行う関数が用いられてもよい。
ただし、第１鍵生成関数３１１として、ペアリング演算を行う関数が用いられてもよい。
【0020】
第１個別情報３３１は、暗号通信システム１において第１暗号通信装置１１を一意に特定することができる情報であり、暗号通信システム１において第１暗号通信装置１１に固有の情報である。第１個別情報３３１は、公開される。
第１個別情報３３１は、様々な情報であってもよく、第１暗号通信装置１１のシリアルナンバー、第１暗号通信装置１１のＭＡＣアドレス、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーのメールアドレス、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーの名前、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーのマイナンバーなどであってもよい。
第１個別情報３３１は、様々な情報であってもよく、第１暗号通信装置１１のシリアルナンバー、第１暗号通信装置１１のＭＡＣアドレス、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーのメールアドレス、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーの名前、第１暗号通信装置１１に設定された第１ユーザーのマイナンバーなどであってもよい。
【0021】
第２暗号通信装置１２について説明する。
第２暗号通信装置１２の構成および動作の概要は、第１暗号通信装置１１の構成および動作の概要と同様である。
具体的には、第２暗号通信装置１２における第２耐タンパー性デバイス２１１、第２メモリー２３１、第２入力部２３２、第２出力部２３３、第２通信部２３４、第２制御部２３５の構成および動作は、それぞれ、第１暗号通信装置１１における第１耐タンパー性デバイス１１１、第１メモリー１３１、第１入力部１３２、第１出力部１３３、第１通信部１３４、第１制御部１３５の構成および動作と同様である。
第２暗号通信装置１２の構成および動作の概要は、第１暗号通信装置１１の構成および動作の概要と同様である。
具体的には、第２暗号通信装置１２における第２耐タンパー性デバイス２１１、第２メモリー２３１、第２入力部２３２、第２出力部２３３、第２通信部２３４、第２制御部２３５の構成および動作は、それぞれ、第１暗号通信装置１１における第１耐タンパー性デバイス１１１、第１メモリー１３１、第１入力部１３２、第１出力部１３３、第１通信部１３４、第１制御部１３５の構成および動作と同様である。
【0022】
第２鍵生成関数３１２は、第１鍵生成関数３１１とは異なる。
第２個別情報３３２は、暗号通信システム１において第２暗号通信装置１２に固有の情報である。
第２暗号通信装置１２は、第２ユーザーによって操作される。
第２ユーザーは、第１ユーザーとは異なってもよく、または、第１ユーザーと同じ者であってもよい。
第２個別情報３３２は、暗号通信システム１において第２暗号通信装置１２に固有の情報である。
第２暗号通信装置１２は、第２ユーザーによって操作される。
第２ユーザーは、第１ユーザーとは異なってもよく、または、第１ユーザーと同じ者であってもよい。
【0023】
ここで、暗号通信システム１は、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２以外に、他の暗号通信装置を備えてもよい。当該他の暗号通信装置の構成および動作についても、例えば、鍵生成関数および個別情報を除いて、第１暗号通信装置１１と同様である。
【0024】
図２は、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との間で行われる暗号通信の処理の流れを示す図である。
第１暗号通信装置１１において行われる処理Ｔ１～Ｔ５、第２暗号通信装置１２において行われる処理Ｔ１１～Ｔ１５、および、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との通信により行われる処理Ｔ２１～Ｔ２３を説明する。
第１暗号通信装置１１において行われる処理Ｔ１～Ｔ５、第２暗号通信装置１２において行われる処理Ｔ１１～Ｔ１５、および、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との通信により行われる処理Ｔ２１～Ｔ２３を説明する。
【0025】
処理Ｔ１で、第１暗号通信装置１１では、第１鍵生成関数３１１を組み込む。この処理は、第１暗号通信装置１１に対して第１耐タンパー性デバイス１１１が着脱可能である場合に、第１ユーザーなどが第１暗号通信装置１１に第１耐タンパー性デバイス１１１を装着する処理である。このため、第１暗号通信装置１１に第１耐タンパー性デバイス１１１が既に装着されている場合、あるいは、第１暗号通信装置１１に第１耐タンパー性デバイス１１１が一体化されている場合には、処理Ｔ１は省略される。
【0026】
処理Ｔ２で、第１暗号通信装置１１では、第２個別情報３３２を取得する。本例では、第１ユーザーが第１入力部１３２の操作部を操作することで、その操作に応じた第２個別情報３３２を第１入力部１３２が入力し、これにより、第１暗号通信装置１１では、第２個別情報３３２を取得する。
他の例として、第２暗号通信装置１２が第２通信部２３４によって第２個別情報３３２を第１暗号通信装置１１に送信し、第１暗号通信装置１１が第１通信部１３４によって第２個別情報３３２を受信することで、第２個別情報３３２を取得してもよい。
他の例として、第２暗号通信装置１２が第２通信部２３４によって第２個別情報３３２を第１暗号通信装置１１に送信し、第１暗号通信装置１１が第１通信部１３４によって第２個別情報３３２を受信することで、第２個別情報３３２を取得してもよい。
【0027】
処理Ｔ３で、第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１鍵生成関数３１１と、入力された第２個別情報３３２を用いて、共通鍵を生成する。当該共通鍵を第１２共通鍵と呼んで説明する。本例では、第１暗号通信装置１１では、第１２共通鍵は第１メモリー１３１に記憶される。
【0028】
処理Ｔ１１で、第２暗号通信装置１２では、第２鍵生成関数３１２を組み込む。この処理は、第１暗号通信装置１１における処理Ｔ１と同様である。
処理Ｔ１２で、第２暗号通信装置１２では、第１個別情報３３１を取得する。この処理は、第１暗号通信装置１１における処理Ｔ２と同様である。
処理Ｔ１３で、第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２鍵生成関数３１２と、入力された第１個別情報３３１を用いて、共通鍵を生成する。当該共通鍵を第２１共通鍵と呼んで説明する。本例では、第２暗号通信装置１２では、第２１共通鍵は第２メモリー２３１に記憶される。
第１２共通鍵と第２１共通鍵とは、同じ共通鍵となる。
処理Ｔ１２で、第２暗号通信装置１２では、第１個別情報３３１を取得する。この処理は、第１暗号通信装置１１における処理Ｔ２と同様である。
処理Ｔ１３で、第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２鍵生成関数３１２と、入力された第１個別情報３３１を用いて、共通鍵を生成する。当該共通鍵を第２１共通鍵と呼んで説明する。本例では、第２暗号通信装置１２では、第２１共通鍵は第２メモリー２３１に記憶される。
第１２共通鍵と第２１共通鍵とは、同じ共通鍵となる。
【0029】
処理Ｔ４で、第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１２共通鍵と、第１個別情報３３１を用いて、認証子を生成する。当該認証子を第１認証子と呼んで説明する。
処理Ｔ１４で、第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２１共通鍵と、第２個別情報３３２を用いて、認証子を生成する。当該認証子を第２認証子と呼んで説明する。
なお、認証子としては、ＩＤ情報であるＭＡＣが用いられてもよく、あるいは、他の情報が用いられてもよい。当該他の情報は、時刻情報を通信するデータなどであってもよい。
処理Ｔ１４で、第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２１共通鍵と、第２個別情報３３２を用いて、認証子を生成する。当該認証子を第２認証子と呼んで説明する。
なお、認証子としては、ＩＤ情報であるＭＡＣが用いられてもよく、あるいは、他の情報が用いられてもよい。当該他の情報は、時刻情報を通信するデータなどであってもよい。
【0030】
処理Ｔ２１で、第１暗号通信装置１１では、第１通信部１３４によって、第１認証子を第２暗号通信装置１２に送信する。第２暗号通信装置１２では、第２通信部２３４によって、第１認証子を受信する。
【0031】
処理Ｔ１５で、第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２１共通鍵を用いて受信した第１認証子を復号し、その復号結果に基づいて認証を行う。
本例では、第２暗号通信装置１２において、この認証により、第１暗号通信装置１１が正規の装置であることが判定された場合を想定する。この場合、次の処理Ｔ２２が行われる。
一方、第２暗号通信装置１２において、第１暗号通信装置１１が正規の装置ではないことが判定された場合には、異常の通知などのように、あらかじめ定められた処理を実行する。この場合、次の処理Ｔ２２は行われなくてもよい。
本例では、第２暗号通信装置１２において、この認証により、第１暗号通信装置１１が正規の装置であることが判定された場合を想定する。この場合、次の処理Ｔ２２が行われる。
一方、第２暗号通信装置１２において、第１暗号通信装置１１が正規の装置ではないことが判定された場合には、異常の通知などのように、あらかじめ定められた処理を実行する。この場合、次の処理Ｔ２２は行われなくてもよい。
【0032】
処理Ｔ２２で、第２暗号通信装置１２では、第２通信部２３４によって、第２認証子を第１暗号通信装置１１に送信する。第１暗号通信装置１１では、第１通信部１３４によって、第２認証子を受信する。
【0033】
処理Ｔ５で、第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１２共通鍵を用いて受信した第２認証子を復号し、その復号結果に基づいて認証を行う。
本例では、第１暗号通信装置１１において、この認証により、第２暗号通信装置１２が正規の装置であることが判定された場合を想定する。この場合、次の処理Ｔ２３が行われる。
一方、第１暗号通信装置１１において、第２暗号通信装置１２が正規の装置ではないことが判定された場合には、異常の通知などのように、あらかじめ定められた処理を実行する。この場合、次の処理Ｔ２３は行われなくてもよい。
本例では、第１暗号通信装置１１において、この認証により、第２暗号通信装置１２が正規の装置であることが判定された場合を想定する。この場合、次の処理Ｔ２３が行われる。
一方、第１暗号通信装置１１において、第２暗号通信装置１２が正規の装置ではないことが判定された場合には、異常の通知などのように、あらかじめ定められた処理を実行する。この場合、次の処理Ｔ２３は行われなくてもよい。
【0034】
処理Ｔ２３で、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とは、互いに通信して、相互認証を完了する。
【0035】
ここで、第１暗号通信装置１１における一連の処理Ｔ１～Ｔ３および第２暗号通信装置１２における一連の処理Ｔ１１～Ｔ１３は、以降の処理Ｔ４～Ｔ５、Ｔ１４～Ｔ１５、Ｔ２１～Ｔ２３とは独立に行われてもよい。
また、第１暗号通信装置１１における一連の処理Ｔ１～Ｔ３と、第２暗号通信装置１２における一連の処理Ｔ１１～Ｔ１３とは、それぞれ独立して行われてもよく、時間的に並行して行われてもよい。
また、第１暗号通信装置１１における一連の処理Ｔ１～Ｔ３と、第２暗号通信装置１２における一連の処理Ｔ１１～Ｔ１３とは、それぞれ独立して行われてもよく、時間的に並行して行われてもよい。
【0036】
また、第１暗号通信装置１１における処理Ｔ４と、第２暗号通信装置１２における処理Ｔ１４とは、それぞれ独立して行われてもよく、時間的に並行して行われてもよい。
また、処理Ｔ２１および処理Ｔ１５による認証と、処理Ｔ２２および処理Ｔ５による認証とは、時間的に並行して行われてもよい。つまり、処理Ｔ２１、処理Ｔ２２、処理Ｔ１５、処理Ｔ５の順序、あるいは、処理Ｔ２１、処理Ｔ２２、処理Ｔ５、処理Ｔ１５の順序が用いられてもよく、また、処理５と処理Ｔ１５とは、時間的に並行して行われてもよい。
また、処理Ｔ２１および処理Ｔ１５による認証と、処理Ｔ２２および処理Ｔ５による認証とは、時間的に並行して行われてもよい。つまり、処理Ｔ２１、処理Ｔ２２、処理Ｔ１５、処理Ｔ５の順序、あるいは、処理Ｔ２１、処理Ｔ２２、処理Ｔ５、処理Ｔ１５の順序が用いられてもよく、また、処理５と処理Ｔ１５とは、時間的に並行して行われてもよい。
【0037】
図３は、共通鍵の生成の様子を示す図である。
第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１鍵生成関数３１１と、入力された第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、第１２共通鍵であるＫａｂを生成する。ここで、ＩＤｂは第２個別情報３３２を表し、Ｋａｂは第１２共通鍵を表す。
第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２鍵生成関数３１２と、入力された第１個別情報３３１であるＩＤａを用いて、第２１共通鍵であるＫｂａを生成する。ここで、ＩＤａは第１個別情報３３１を表し、Ｋｂａは第２１共通鍵を表す。
第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１鍵生成関数３１１と、入力された第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、第１２共通鍵であるＫａｂを生成する。ここで、ＩＤｂは第２個別情報３３２を表し、Ｋａｂは第１２共通鍵を表す。
第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２鍵生成関数３１２と、入力された第１個別情報３３１であるＩＤａを用いて、第２１共通鍵であるＫｂａを生成する。ここで、ＩＤａは第１個別情報３３１を表し、Ｋｂａは第２１共通鍵を表す。
【0038】
図４は、認証子の生成の様子を示す図である。
第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１２共通鍵であるＫａｂと、第１個別情報３３１であるＩＤａを用いて、第１認証子である認証子１を生成する。ここで、認証子１は第１認証子を表す。
第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２１共通鍵であるＫｂａと、第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、第２認証子である認証子２を生成する。ここで、認証子２は第２認証子を表す。
第１暗号通信装置１１では、第１耐タンパー性デバイス１１１が、第１２共通鍵であるＫａｂと、第１個別情報３３１であるＩＤａを用いて、第１認証子である認証子１を生成する。ここで、認証子１は第１認証子を表す。
第２暗号通信装置１２では、第２耐タンパー性デバイス２１１が、第２１共通鍵であるＫｂａと、第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、第２認証子である認証子２を生成する。ここで、認証子２は第２認証子を表す。
【0039】
図５は、正規の装置により生成される共通鍵を示す図である。
暗号通信システム１において、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２は、正規の装置である。
第１装置情報４１１は、第１暗号通信装置１１により保持される情報であり、第１鍵生成関数３１１であるＳａと、第１個別情報３３１であるＩＤａを含む。ここで、Ｓａは第１鍵生成関数３１１を表す。図５に示されるように、第１２共通鍵であるＫａｂは、第２個別情報３３２であるＩＤｂに第１鍵生成関数３１１であるＳａを施した結果であるＳａ（ＩＤｂ）となる。
第２装置情報４２１は、第２暗号通信装置１２により保持される情報であり、第２鍵生成関数３１２であるＳｂと、第２個別情報３３２であるＩＤｂを含む。ここで、Ｓｂは第２鍵生成関数３１２を表す。図５に示されるように、第２１共通鍵であるＫｂａは、第１個別情報３３１であるＩＤａに第２鍵生成関数３１２であるＳｂを施した結果であるＳｂ（ＩＤａ）となる。
図５の例では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２が正規の装置であり、相互認証される。
暗号通信システム１において、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２は、正規の装置である。
第１装置情報４１１は、第１暗号通信装置１１により保持される情報であり、第１鍵生成関数３１１であるＳａと、第１個別情報３３１であるＩＤａを含む。ここで、Ｓａは第１鍵生成関数３１１を表す。図５に示されるように、第１２共通鍵であるＫａｂは、第２個別情報３３２であるＩＤｂに第１鍵生成関数３１１であるＳａを施した結果であるＳａ（ＩＤｂ）となる。
第２装置情報４２１は、第２暗号通信装置１２により保持される情報であり、第２鍵生成関数３１２であるＳｂと、第２個別情報３３２であるＩＤｂを含む。ここで、Ｓｂは第２鍵生成関数３１２を表す。図５に示されるように、第２１共通鍵であるＫｂａは、第１個別情報３３１であるＩＤａに第２鍵生成関数３１２であるＳｂを施した結果であるＳｂ（ＩＤａ）となる。
図５の例では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２が正規の装置であり、相互認証される。
【0040】
図６は、不正な装置により生成される共通鍵を示す図である。
図示しない第３暗号通信装置は、暗号通信システム１において、不正な装置であるとする。そして、第３暗号通信装置は、第１個別情報３３１を不正に取得して記憶している。
不正な第３暗号通信装置が正規の第２暗号通信装置１２との認証を試みる場合について説明する。
図示しない第３暗号通信装置は、暗号通信システム１において、不正な装置であるとする。そして、第３暗号通信装置は、第１個別情報３３１を不正に取得して記憶している。
不正な第３暗号通信装置が正規の第２暗号通信装置１２との認証を試みる場合について説明する。
【0041】
第３装置情報４３１は、第３暗号通信装置により保持される情報であり、第３鍵生成関数であるＳｃと、第１個別情報３３１であるＩＤａを含む。ここで、Ｓｃは第３鍵生成関数を表す。
第３暗号通信装置では、第３鍵生成関数であるＳｃと、入力された第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、共通鍵であるＫｃｂを生成する。当該共通鍵を第３２共通鍵と呼んで説明する。ここで、Ｋｃｂは、第３２共通鍵を表す。図６に示されるように、第３２共通鍵であるＫｃｂは、第２個別情報３３２であるＩＤｂに第３鍵生成関数であるＳｃを施した結果であるＳｃ（ＩＤｂ）となる。
第３暗号通信装置では、第３鍵生成関数であるＳｃと、入力された第２個別情報３３２であるＩＤｂを用いて、共通鍵であるＫｃｂを生成する。当該共通鍵を第３２共通鍵と呼んで説明する。ここで、Ｋｃｂは、第３２共通鍵を表す。図６に示されるように、第３２共通鍵であるＫｃｂは、第２個別情報３３２であるＩＤｂに第３鍵生成関数であるＳｃを施した結果であるＳｃ（ＩＤｂ）となる。
【0042】
第２装置情報４２１は、第２暗号通信装置１２により保持される情報であり、第２鍵生成関数３１２であるＳｂと、第２個別情報３３２であるＩＤｂを含む。
第２暗号通信装置１２には、第３暗号通信装置から第１個別情報３３１が通知される。このため、第２暗号通信装置１２では、第２１共通鍵が生成される。図６に示されるように、第２１共通鍵であるＫｂａは、第１個別情報３３１であるＩＤａに第２鍵生成関数３１２であるＳｂを施した結果であるＳｂ（ＩＤａ）となる。
第２暗号通信装置１２には、第３暗号通信装置から第１個別情報３３１が通知される。このため、第２暗号通信装置１２では、第２１共通鍵が生成される。図６に示されるように、第２１共通鍵であるＫｂａは、第１個別情報３３１であるＩＤａに第２鍵生成関数３１２であるＳｂを施した結果であるＳｂ（ＩＤａ）となる。
【0043】
この場合、第３暗号通信装置で生成される第３２共通鍵と、第２暗号通信装置１２で生成される第２１共通鍵とは、異なる共通鍵となる。このため、第２暗号通信装置１２では、第３暗号通信装置が正規の装置ではないと判定する。
このように、図６の例では、第３暗号通信装置が不正な装置であり、第３暗号通信装置と第２暗号通信装置１２とでは、相互認証が成立しない。
このように、図６の例では、第３暗号通信装置が不正な装置であり、第３暗号通信装置と第２暗号通信装置１２とでは、相互認証が成立しない。
【0044】
ここでは、第３暗号通信装置に第１個別情報が不正に記憶されている場合を示したが、第３暗号通信装置を操作する不正な第３ユーザーが、第２暗号通信装置１２に第１個別情報を入力させる場合についても同様である。
【0045】
このように、暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１の第１個別情報３３１および第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２が第三者に知られても、いわゆるなりすましを防止することができる。
暗号通信システム１では、暗号通信時よりも前に第１暗号通信装置１１の第１耐タンパー性デバイス１１１に第１鍵生成関数３１１が記憶され、暗号通信時よりも前に第２暗号通信装置１２の第２耐タンパー性デバイス２１１に第２鍵生成関数３１２が記憶されることで、なりすましによる攻撃に対する耐性がある。
暗号通信システム１では、暗号通信時よりも前に第１暗号通信装置１１の第１耐タンパー性デバイス１１１に第１鍵生成関数３１１が記憶され、暗号通信時よりも前に第２暗号通信装置１２の第２耐タンパー性デバイス２１１に第２鍵生成関数３１２が記憶されることで、なりすましによる攻撃に対する耐性がある。
【0046】
図７は、変形例に係る第１ａ暗号通信装置１１ａを示す図である。
第１ａ暗号通信装置１１ａは、図１に示される第１暗号通信装置１１の変形例であり、図１と同様な構成部については同じ符号を付してあり詳しい説明を省略する。
概略的には、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、図１に示される第１暗号通信装置１１と比べて、第１耐タンパー性デバイス１１１の変形例である第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａの機能が異なる。
第１ａ暗号通信装置１１ａでは、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａが、生成した第１２共通鍵４１２を記憶する。これにより、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、第１２共通鍵４１２が外部から読み取られないようになる。これにより、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、暗号通信の安全性をより高めることができる。
また、さらに他の変形例として、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａは、第１２共通鍵４１２を生成する制御部として、第１制御部１３５と同様な機能を有する制御部を備えていてもよい。これにより、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａ内で第１２共通鍵４１２を生成することができる。そのため、第１ａ暗号通信装置１１ａは、暗号通信の安全性をさらに高めることができる。なお、この構成では、第１ａ暗号通信装置１１ａは、第１制御部１３５を備えなくてもよいが、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａの制御部とは別に、任意の制御部を備えていてもよい。
ここでは、以上の変形例に係る第１ａ暗号通信装置１１ａについて説明したが、図１に示される第２暗号通信装置１２についても同様な変形例が実施されてもよい。
第１ａ暗号通信装置１１ａは、図１に示される第１暗号通信装置１１の変形例であり、図１と同様な構成部については同じ符号を付してあり詳しい説明を省略する。
概略的には、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、図１に示される第１暗号通信装置１１と比べて、第１耐タンパー性デバイス１１１の変形例である第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａの機能が異なる。
第１ａ暗号通信装置１１ａでは、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａが、生成した第１２共通鍵４１２を記憶する。これにより、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、第１２共通鍵４１２が外部から読み取られないようになる。これにより、第１ａ暗号通信装置１１ａでは、暗号通信の安全性をより高めることができる。
また、さらに他の変形例として、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａは、第１２共通鍵４１２を生成する制御部として、第１制御部１３５と同様な機能を有する制御部を備えていてもよい。これにより、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａ内で第１２共通鍵４１２を生成することができる。そのため、第１ａ暗号通信装置１１ａは、暗号通信の安全性をさらに高めることができる。なお、この構成では、第１ａ暗号通信装置１１ａは、第１制御部１３５を備えなくてもよいが、第１ａ耐タンパー性デバイス１１１ａの制御部とは別に、任意の制御部を備えていてもよい。
ここでは、以上の変形例に係る第１ａ暗号通信装置１１ａについて説明したが、図１に示される第２暗号通信装置１２についても同様な変形例が実施されてもよい。
【0047】
本実施形態に係る第１暗号通信装置１１では、第１入力部１３２および第１出力部１３３を備えたが、他の構成例として、第１入力部１３２および第１出力部１３３の一方または両方の機能が使用されない場合には、使用されない第１入力部１３２および第１出力部１３３の一方または両方を備えなくてもよい。
ここでは、第１暗号通信装置１１について説明したが、第２暗号通信装置１２についても同様である。
ここでは、第１暗号通信装置１１について説明したが、第２暗号通信装置１２についても同様である。
【0048】
本実施形態に係る第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とは、第１認証子と第２認証子を用いて相互認証を行っていたが、他の認証方法として一般的な認証方式が用いられてもよい。例えば、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とは、チャレンジアンドレスポンス方式などの認証方式で認証をしてもよい。
【0049】
本実施形態に係る第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とは、第１認証子と第２認証子を用いて相互認証を行っていたが、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とは、相互認証しなくてもよい。
この場合、第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と第２個別情報３３２とを基に生成した第１２共通鍵を用いて第２暗号通信装置１２より送信される暗号文を復号する。これにより、第１暗号通信装置１１は、第２暗号通信装置１２より送信される暗号文を復号することができる。そのため、第１暗号通信装置１１は、間接的に通信相手が第２暗号通信装置１２であると認識することができる。
一方、第１暗号通信装置１１との通信相手が第２暗号通信装置１２になりすましをしている暗号通信装置であった場合、第１暗号通信装置１１は、なりすましの暗号通信装置から送信された暗号文を復号することができない。そのため、第１暗号通信装置１１は、第２暗号通信装置１２を認証しなくとも、暗号通信における機密性を保持することができる。
ここでは、第１暗号通信装置１１について説明したが、第２暗号通信装置１２についても同様である。
この場合、第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と第２個別情報３３２とを基に生成した第１２共通鍵を用いて第２暗号通信装置１２より送信される暗号文を復号する。これにより、第１暗号通信装置１１は、第２暗号通信装置１２より送信される暗号文を復号することができる。そのため、第１暗号通信装置１１は、間接的に通信相手が第２暗号通信装置１２であると認識することができる。
一方、第１暗号通信装置１１との通信相手が第２暗号通信装置１２になりすましをしている暗号通信装置であった場合、第１暗号通信装置１１は、なりすましの暗号通信装置から送信された暗号文を復号することができない。そのため、第１暗号通信装置１１は、第２暗号通信装置１２を認証しなくとも、暗号通信における機密性を保持することができる。
ここでは、第１暗号通信装置１１について説明したが、第２暗号通信装置１２についても同様である。
【0050】
以上のように、本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１は、第１個別情報３３１と、第１耐タンパー性デバイス１１１に保護された第１鍵生成関数３１１と、を有する。同様に、第２暗号通信装置１２は、第２個別情報３３２と、第２耐タンパー性デバイス２１１に保護された第２鍵生成関数３１２と、を有する。
第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と、他方の第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２とから、第１２共通鍵を生成する。同様に、第２暗号通信装置１２は、第２鍵生成関数３１２と、他方の第１暗号通信装置１１の第１個別情報３３１とから、第２１共通鍵を生成する。このように、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２は、別々に共通鍵を生成する。
第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と、他方の第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２とから、第１２共通鍵を生成する。同様に、第２暗号通信装置１２は、第２鍵生成関数３１２と、他方の第１暗号通信装置１１の第１個別情報３３１とから、第２１共通鍵を生成する。このように、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２は、別々に共通鍵を生成する。
【0051】
このような構成により、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２ではそれぞれの鍵生成関数と相手の個別情報を用いて共通鍵を生成するため、第三者にいずれかの個別情報が漏洩して、第３暗号通信装置で使用されても、第３暗号通信装置で生成される共通鍵は正規の共通鍵とは異なる共通鍵となる。したがって、暗号通信システム１では、簡易な暗号通信システムとすることを可能としつつ、第三者にいずれかの暗号通信装置の個別情報が漏洩したとしても、なりすましを低減させることができる。
【0052】
第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２では相手の個別情報を用いて共通鍵を生成するため、公開鍵を用いた共通鍵を生成する際に必要であった委託計算装置が使用される必要がなくなり、これにより、暗号通信装置を簡易化することができる。
暗号通信システム１では、予備通信不要な鍵共有方式により、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とで、ダイレクトに、簡易に相互認証の手続きを行うことができる。暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とがダイレクトに暗号通信を行う場合には、認証の際に、ネットワーク環境を不要とすることができる。
暗号通信システム１では、予備通信不要な鍵共有方式により、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とで、ダイレクトに、簡易に相互認証の手続きを行うことができる。暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２とがダイレクトに暗号通信を行う場合には、認証の際に、ネットワーク環境を不要とすることができる。
【0053】
このように、本実施形態に係る暗号通信システム１では、処理性能をほぼ必要としない軽量化暗号技術の一つであるＩＤベース等を利用することにより、機器の処理性能に関わらず、処理時間の効率化の低下を防止しつつ、安全性の高い認証付き鍵共有が可能となる。
【0054】
ここで、従来の技術の課題を示しつつ、本実施形態に係る暗号通信システム１の効果の具体例を説明する。
従来、認証付き鍵共有プロトコルにより、機器間で暗号通信を行うための共有鍵を生成する鍵共有システムが知られていた。このような鍵共有システムでは、機器の処理性能に関わらず、処理時間の効率の低下を防止しつつ安全性の高い共有鍵を生成するために、主にペアリング演算を使用し、各機器が委託計算装置に秘密鍵に関する演算処理を委託することで、鍵生成、鍵共有および認証を暗号通信により実現している。
従来、認証付き鍵共有プロトコルにより、機器間で暗号通信を行うための共有鍵を生成する鍵共有システムが知られていた。このような鍵共有システムでは、機器の処理性能に関わらず、処理時間の効率の低下を防止しつつ安全性の高い共有鍵を生成するために、主にペアリング演算を使用し、各機器が委託計算装置に秘密鍵に関する演算処理を委託することで、鍵生成、鍵共有および認証を暗号通信により実現している。
【0055】
例えば、従来、秘密鍵の管理および鍵配送の問題を解決する手法として、メールシステム等で使用されていたＩＤベースの手法が知られていた。例えば、ＩＤを分割する第四世代鍵共有方式では、鍵発行センターを複数個設置することで、ＢｉｇＢｒｏｔｈｅｒ問題を解決し、さらに、高速性、所要メモリー、結託閾値等をシステム環境に応じて勘案しつつ、パラメーターを柔軟に設定することが可能である。
【0056】
しかしながら、従来のＩｏＴデバイス間の相互認証方法では、固有のマスター鍵が必要であり、さらに認証する相手が決まってしまうため、固有認証であり、各ＩｏＴデバイス間での認証ができなかった。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との間での認証が可能である。これにより、例えば、ＩｏＴデバイス間での認証が可能となる。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との間での認証が可能である。これにより、例えば、ＩｏＴデバイス間での認証が可能となる。
【0057】
従来、ペアリング演算を用いる公開鍵暗号方式の技術では、演算処理の負荷が高く、処理能力が高いデバイスが必要であったため、処理能力が高くないＩｏＴデバイスには適さない場合があった。このような技術では、例えば、一定程度以上の演算処理性能を備えた委託計算装置がインターネットに設けられることが必要であった。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、ペアリング演算を用いない鍵生成関数を採用することで、処理能力が高くないＩｏＴデバイスにも適しており、リアルタイム性の確保をし易くすることができる。また、本実施形態に係る暗号通信システム１では、鍵発行センターあるいは委託計算装置を設けることを不要とすることができる。
なお、本実施形態に係る暗号通信システム１では、ペアリング演算を用いる鍵生成関数が使用されてもよい。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、ペアリング演算を用いない鍵生成関数を採用することで、処理能力が高くないＩｏＴデバイスにも適しており、リアルタイム性の確保をし易くすることができる。また、本実施形態に係る暗号通信システム１では、鍵発行センターあるいは委託計算装置を設けることを不要とすることができる。
なお、本実施形態に係る暗号通信システム１では、ペアリング演算を用いる鍵生成関数が使用されてもよい。
【0058】
従来のＩＤベースあるいはＫＰＳの暗号技術では、結託問題が存在し、安全性が十分でない場合があった。結託問題とは、公開鍵の要素数と同じ数のユーザーが結託して互いの秘密鍵を見せ合うと、ＰＫＧの秘密鍵であるマスター鍵が露呈してしまうという問題である。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、結託問題に対しての耐性を高めることができ、安全性を高めることができる。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、結託問題に対しての耐性を高めることができ、安全性を高めることができる。
【0059】
従来、全てのデバイスに通信対象数と同数の鍵を備える構成では、後から通信相手を増やせないこと、および鍵のデータ量が膨大となるといったように、鍵管理が難しく、現実的ではない場合があった。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２がそれぞれの鍵生成関数を保持し、相手の個別情報を用いて共通鍵を生成する構成であるため、鍵管理がし易い。本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２は、相手ごとに異なる鍵を記憶しなくても、相手ごとに異なる鍵を共有することができる。また、本実施形態に係る暗号通信システム１では、サーバー装置、あるいは、委託計算装置等の高処理性能装置を設けることが不要である。
これに対して、本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２がそれぞれの鍵生成関数を保持し、相手の個別情報を用いて共通鍵を生成する構成であるため、鍵管理がし易い。本実施形態に係る暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２は、相手ごとに異なる鍵を記憶しなくても、相手ごとに異なる鍵を共有することができる。また、本実施形態に係る暗号通信システム１では、サーバー装置、あるいは、委託計算装置等の高処理性能装置を設けることが不要である。
【0060】
本実施形態に係る暗号通信システム１の応用例を説明する。
暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との間で、鍵共有が為された後に相互認証が行われた後におけるアプリケーションとしては、任意のアプリケーションに適用されてもよい。つまり、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２を含む暗号通信システム１は、暗号通信を利用する任意のシステムに適用されてもよい。
暗号通信システム１では、第１暗号通信装置１１と第２暗号通信装置１２との間で、鍵共有が為された後に相互認証が行われた後におけるアプリケーションとしては、任意のアプリケーションに適用されてもよい。つまり、第１暗号通信装置１１および第２暗号通信装置１２を含む暗号通信システム１は、暗号通信を利用する任意のシステムに適用されてもよい。
【0061】
例えば、暗号通信システム１は、ＩｏＴデバイスどうしで時刻情報の正当性を検証するシステムに適用されてもよい。具体例として、第１暗号通信装置１１は、暗号通信における証明書の有効性を検証するための内部時刻情報を保持し、外部から取得する外部時刻情報が改竄されているなどの攻撃を受けている場合に、不正な時刻情報であると判定することで、攻撃に対処する。
【0062】
例えば、暗号通信システム１は、車車間通信を行うシステムに適用されてもよい。具体例として、第１自動車の第１暗号通信装置１１は、ダイレクトに、第２自動車の第２暗号通信装置１２と相互認証して通信することができる。また、第１自動車の第１暗号通信装置１１および第２自動車の第２暗号通信装置１２は、事前に相手の個別情報を取得しておくことで、暗号文メッセージをリアルタイムで通信することが可能である。
【0063】
実施形態に係る構成例を示す。
一構成例として、暗号通信システム１は、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置１１と、第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２と、を備える。
第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と第２個別情報３３２とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
第２暗号通信装置１２は、第２鍵生成関数３１２と第１個別情報３３１とを用いて第２１共通鍵４２２を生成する。
一構成例として、暗号通信システム１は、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置１１と、第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２と、を備える。
第１暗号通信装置１１は、第１鍵生成関数３１１と第２個別情報３３２とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
第２暗号通信装置１２は、第２鍵生成関数３１２と第１個別情報３３１とを用いて第２１共通鍵４２２を生成する。
【0064】
一構成例として、暗号通信システム１では、第１２共通鍵４１２は、第１耐タンパー性デバイス１１１に記憶され、第２１共通鍵４２２は、第２耐タンパー性デバイス２１１に記憶される。
【0065】
一構成例として、第１暗号通信装置１１は、第１２共通鍵４１２と第１個別情報３３１を用いて第１認証子を生成し、生成した第１認証子を第２暗号通信装置１２に送信する。
第２暗号通信装置１２は、第２１共通鍵４２２を用いて、第１暗号通信装置１１から受信した第１認証子を復号する。
第２暗号通信装置１２は、第１認証子の復号結果に基づいて、第１暗号通信装置１１の認証を行う。
第２暗号通信装置１２は、第２１共通鍵４２２を用いて、第１暗号通信装置１１から受信した第１認証子を復号する。
第２暗号通信装置１２は、第１認証子の復号結果に基づいて、第１暗号通信装置１１の認証を行う。
【0066】
一構成例として、第２暗号通信装置１２は、第２１共通鍵４２２と第２個別情報３３２を用いて第２認証子を生成し、生成した第２認証子を第１暗号通信装置１１に送信する。
第１暗号通信装置１１は、第１２共通鍵４１２を用いて、第２暗号通信装置１２から受信した第２認証子を復号する。
第１暗号通信装置１１は、第２認証子の復号結果に基づいて、第２暗号通信装置１２の認証を行う。
第１暗号通信装置１１は、第１２共通鍵４１２を用いて、第２暗号通信装置１２から受信した第２認証子を復号する。
第１暗号通信装置１１は、第２認証子の復号結果に基づいて、第２暗号通信装置１２の認証を行う。
【0067】
暗号通信方法が実施されてもよい。
一構成例として、暗号通信方法では、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置１１が、第１鍵生成関数３１１と第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２が、第２鍵生成関数３１２と第１個別情報３３１とを用いて第２１共通鍵４２２を生成する。
一構成例として、暗号通信方法では、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する第１暗号通信装置１１が、第１鍵生成関数３１１と第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２が、第２鍵生成関数３１２と第１個別情報３３１とを用いて第２１共通鍵４２２を生成する。
【0068】
暗号通信装置が実施されてもよい。
一構成例として、暗号通信装置は、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する暗号通信装置であって、第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２を取得し、取得した第２個別情報３３２と第１鍵生成関数３１１とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
ここで、当該暗号通信装置の一例は、実施形態に係る第１暗号通信装置１１である。
一構成例として、暗号通信装置は、第１鍵生成関数３１１を記憶する第１耐タンパー性デバイス１１１と、第１個別情報３３１を記憶する第１記憶部と、を有する暗号通信装置であって、第２鍵生成関数３１２を記憶する第２耐タンパー性デバイス２１１と、第２個別情報３３２を記憶する第２記憶部と、を有する第２暗号通信装置１２の第２個別情報３３２を取得し、取得した第２個別情報３３２と第１鍵生成関数３１１とを用いて第１２共通鍵４１２を生成する。
ここで、当該暗号通信装置の一例は、実施形態に係る第１暗号通信装置１１である。
【0069】
以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。ここでいう「コンピューターシステム」は、オペレーティングシステムあるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーあるいはクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。当該揮発性メモリーは、ＲＡＭであってもよい。記録媒体は、非一時的記録媒体であってもよい。
【0070】
上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
【0071】
以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサーにより実現されてもよい。実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するコンピューター読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。プロセッサーは、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。プロセッサーはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。プロセッサーは、回路基板に実装された１または複数の回路装置、あるいは、１または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。
【0072】
プロセッサーは、ＣＰＵであってもよい。ただし、プロセッサーは、ＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のような、各種のプロセッサーが用いられてもよい。プロセッサーは、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）によるハードウェア回路であってもよい。プロセッサーは、複数のＣＰＵにより構成されていてもよく、あるいは、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路により構成されていてもよい。プロセッサーは、複数のＣＰＵと、複数のＡＳＩＣによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。プロセッサーは、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルター回路等のうちの１以上を含んでもよい。
【0073】
以上、実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0074】
１…暗号通信システム、１１…第１暗号通信装置、１１ａ…第１ａ暗号通信装置、１２…第２暗号通信装置、１１１…第１耐タンパー性デバイス、１１１ａ…第１ａ耐タンパー性デバイス、１３１…第１メモリー、１３２…第１入力部、１３３…第１出力部、１３４…第１通信部、１３５…第１制御部、２１１…第２耐タンパー性デバイス、２３１…第２メモリー、２３２…第２入力部、２３３…第２出力部、２３４…第２通信部、２３５…第２制御部、３１１…第１鍵生成関数、３１２…第２鍵生成関数、３３１…第１個別情報、３３２…第２個別情報、４１１…第１装置情報、４１２…第１２共通鍵、４２１…第２装置情報、４２２…第２１共通鍵、４３１…第３装置情報、４３２…第３２共通鍵
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】