特開 2024-46181 検証装置、検証方法、プログラム、および、検証システム

(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】P2024046181

(43)【公開日】2024-04-03

(54)【発明の名称】検証装置、検証方法、プログラム、および、検証システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/18 20060101AFI20240327BHJP

   H04L 9/12 20060101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

H04L9/18

H04L9/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022151419

(22)【出願日】2022-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120189

【弁理士】

【氏名又は名称】奥 和幸

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 龍平

(57)【要約】

【課題】リソースが限られた機器からの暗号文のエラーを検証できる検証装置、検証方法、プログラム、検証システムを提供する。
【解決手段】検証装置１０が、平文７０と鍵データ５２との所定の演算で暗号化された暗号文７１と、鍵データの誤り検出符号６２と平文の誤り検出符号６５との演算で変換された変換誤り検出符号６６とを、取得し（Ｓ１４）、取得した暗号文７１と予め取得した鍵データ５３との演算の逆演算により復号文７２を生成し（Ｓ１５）、復号文の誤り検出符号６７を計算し（Ｓ１６）、取得した変換誤り検出符号６６と復号文の誤り検出符号６７との逆演算により、鍵データの誤り検出符号６８を逆算し（Ｓ１７）、逆算した鍵データの誤り検出符号６８と、予め取得した鍵データの誤り検出符号６３と、を比較することにより、取得した暗号文７１を検証する（Ｓ１８）。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得手段と、
前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段と、
前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段と、
前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段と、
前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段と、
を備えることを特徴とする検証装置。

【請求項2】

請求項１に記載の検証装置において、
前記鍵データが、乱数列から順に取り出された、使い捨て鍵ブロックであることを特徴とする検証装置。

【請求項3】

請求項２に記載の検証装置において、
前記乱数列を記憶する乱数列記憶手段と、
前記使い捨て鍵ブロックの前記乱数列における使用開始位置およびブロックサイズの情報を取得する使い捨て鍵ブロック情報取得手段と、
を更に備え、
前記予め取得した鍵データが、前記使用開始位置および前記ブロックサイズの情報に応じて前記乱数列記憶手段から取得されることを特徴とする検証装置。

【請求項4】

請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、
前記演算が、ＸＯＲ演算であることを特徴とする検証装置。

【請求項5】

請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、
前記誤り検出符号が、巡回冗長符号であることを特徴とする検証装置。

【請求項6】

請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、
前記予め取得した鍵データおよび前記予め取得した鍵データの誤り検出符号を、セキュア通信路を通して予め取得することを特徴とする検証装置。

【請求項7】

暗号文取得手段が、平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得ステップと、
復号手段が、前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号ステップと、
復号文誤り検出符号計算手段が、前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算ステップと、
逆算手段が、前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算ステップと、
検証手段が、前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証ステップと、
を含むことを特徴とする検証方法。

【請求項8】

コンピュータを、
平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得手段、
前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段、
前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段、
前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段、および、
前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段として機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項9】

鍵データを発行する発行装置と、前記発行装置から取得した前記鍵データと平文との所定の演算で暗号化された暗号文を生成する端末装置と、前記端末装置からの前記暗号文を検証する検証装置と、を備えた検証システムにおいて、
前記検証装置が、
前記暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、前記端末装置から取得する鍵取得手段と、
前記取得した暗号文と、前記発行装置から予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段と、
前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段と、
前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段と、
前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、前記発行装置から予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段と、
を備えることを特徴とする検証システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検証装置、検証方法、プログラム、および、検証システムに関する。

【背景技術】

【0002】

量子計算機の実用化が進むにつれて、従来の共有鍵方式や公開鍵方式を利用した暗号通信の安全性が問題になると言われている。絶対安全な暗号通信を提供するために、量子暗号鍵配布技術等により、乱数列を共有したワンタイムパッド暗号が利用されている。例えば、特許文献１には、センタノードと複数のリモートノードの各々との間で乱数列を共有し、第１リモートノードと第２リモートノードとの間で通信を行う場合、第２リモートノードの第２乱数列の一部をセンタノードから第１リモートノードへ配送し、第１リモートノードおよび第２リモートノードは第２乱数列の一部を共有する共有乱数管理方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２６５１５９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、ワンタイムパッド暗号の場合、使い捨て暗号鍵のサイズが大きくなるにつれて、使い捨て暗号鍵の転送、および保存時に外乱によって確率的に発生するビットエラーも増加するという問題があった。特に、ＩＣカードなどのリソースが限られた機器において、暗号化して暗号文を送付す際に、大きなサイズの暗号鍵のビットエラー等のエラーを検出・訂正する処理は負荷の大きな作業であり、機器の応答速度を低下させる要因となっていた。

【0005】

そこで、本発明は上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、リソースが限られた機器からの暗号文のエラーを検証できる検証装置、検証方法、プログラム、検証システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得手段と、前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段と、前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段と、前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段と、前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段と、を備えることを特徴とする。

【0007】

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検証装置において、前記鍵データが、乱数列から順に取り出された、使い捨て鍵ブロックであることを特徴とする。

【0008】

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の検証装置において、前記乱数列を記憶する乱数列記憶手段と、前記使い捨て鍵ブロックの前記乱数列における使用開始位置およびブロックサイズの情報を取得する使い捨て鍵ブロック情報取得手段と、を更に備え、前記予め取得した鍵データが、前記使用開始位置および前記ブロックサイズの情報に応じて前記乱数列記憶手段から取得されることを特徴とする。

【0009】

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、前記演算が、ＸＯＲ演算であることを特徴とする。

【0010】

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、前記誤り検出符号が、巡回冗長符号であることを特徴とする。

【0011】

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から３いずれか１項に記載の検証装置において、前記予め取得した鍵データおよび前記予め取得した鍵データの誤り検出符号を、セキュア通信路を通して予め取得することを特徴とする。

【0012】

また、請求項７に記載の発明は、暗号文取得手段が、平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得ステップと、復号手段が、前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号ステップと、復号文誤り検出符号計算手段が、前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算ステップと、逆算手段が、前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算ステップと、検証手段が、前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証ステップと、を含むことを特徴とする。

【0013】

また、請求項８に記載の発明は、コンピュータを、平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得手段、前記取得した暗号文と予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段、前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段、前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段、および、前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段として機能させることを特徴とする。

【0014】

また、請求項９に記載の発明は、鍵データを発行する発行装置と、前記発行装置から取得した前記鍵データと平文との所定の演算で暗号化された暗号文を生成する端末装置と、前記端末装置からの前記暗号文を検証する検証装置と、を備えた検証システムにおいて、前記検証装置が、前記暗号文と、前記鍵データの誤り検出符号と前記平文の誤り検出符号との前記演算で変換された変換誤り検出符号とを、前記端末装置から取得する鍵取得手段と、前記取得した暗号文と、前記発行装置から予め取得した前記鍵データとの前記演算の逆演算により復号文を生成する復号手段と、前記復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段と、前記取得した変換誤り検出符号と前記復号文の誤り検出符号との前記逆演算により、前記鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段と、前記逆算した鍵データの誤り検出符号と、前記発行装置から予め取得した前記鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、前記取得した暗号文を検証する検証手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、暗号文を受け取る側の検証装置が、暗号文と共に、鍵データの誤り検出符号と平文の誤り検出符号との演算で変換された変換誤り検出符号を取得し、暗号文の復号文の誤り検出符号を計算し、取得した変換誤り検出符号と復号文の誤り検出符号との逆演算により、鍵データの誤り検出符号を逆算し、逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、取得した暗号文を検証するので、暗号文を送付する側の機器の処理の負荷を掛けず、リソースが限られたこの機器からの暗号文のエラーを検証できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る検証システムの概要構成例を示す図である。

【図2】図１の検証装置の概要構成例を示す図である。

【図3】図１のＩＣカードの概要構成例を示す図である。

【図4】図１の発行装置の概要構成例を示す図である。

【図5】検証システムのＩＣカードの発行の動作例を示すシーケンス図である。

【図6】検証システムにおけるデータの流れの一例を示す模式図である。

【図7】検証システムにおける検証の動作例を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、検証システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。

【0018】

［１．検証システムＳの構成および機能概要］
まず、本発明の一実施形態に係る検証システムの構成および概要機能について、図１を用いて説明する。

【0019】

図１は、本実施形態に係る検証システムＳの概要構成例を示す模式図である。

【0020】

図１に示すように、検証システムＳは、暗号文の検証を行う検証装置１０と、検証装置１０へ暗号文を送信するＩＣカード２０と、ＩＣカード２０を発行する発行装置３０と、を備えている。

【0021】

検証装置１０は、サーバ装置であり、ネットワークＮＷを介して、複数のＩＣカード２０と接続する。また、検証装置１０は、セキュア通信路ＳＣを介して、発行装置３０と接続する。検証装置１０は、発行装置３０が発行した各ＩＣカード２０との使い捨ての暗号鍵、ＩＣカード２０のチップＩＤ等の固有ＩＤ等を、発行装置３０から予め取得する。なお、固有ＩＤは、他のＩＣカード２０と区別できるＩＤでよく、ＩＣカード２０に固有であればよい。

【0022】

ここで、セキュア通信路ＳＣは、量子鍵配送等のプロトコルを用いて安全性が確保された通信路である。また、セキュア通信路ＳＣは、検証装置１０と発行装置３０との専用回線でよい。検証装置１０と発行装置３０との間でセキュア通信路を予め確保できるならば、セキュア通信路ＳＣの代わりに、検証装置１０と発行装置３０と通信は、ネットワークＮＷを介した通信路でもよい。

【0023】

ＩＣカード２０は、サーバ装置の一例である検証装置１０に接続する端末装置の一例である。ＩＣカード２０は、電子情報記憶媒体の一例であるＩＣチップを含んでいる。ＩＣチップは、例えば、耐タンパー性を有するＩＣチップである。ＩＣチップの形態には、ｅＳＥ（embedded Secure Element）の形態や、ＳＩＭカード（Subscriber Identity Module Card）の形態等がある。

【0024】

ＩＣカード２０は、例えば、クレジットカード、キャッシュカード、ＥＴＣカード、デジタルルームキー、車両のデジタルキー、身分証明用のカード、パスポート等である。ＩＣカード２０は、ＳＩＭカード（Subscriber Identity Module Card）、ＩＣタグでもよい。ＩＣカード２０は、ＳＩＭカードが差し込まれたスマートフォンなどのモバイルデバイスでもよい。ＩＣカード２０は、ＩＣチップが組み込まれたモバイルデバイスでもよい。また、電子情報記憶媒体の一例であるＩＣチップは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御装置に搭載されるケースでもよい。

【0025】

ＩＣカード２０は、リードライタ装置４０、４１等に挿入されたり、リードライタ装置４０、４１等と無線通信したりすることで、リードライタ装置４０、４１等と接続する。端末装置の一例であるリードライタ装置４０、４１は、ネットワークＮＷを介して、検証装置１０と接続する。

【0026】

なお、リードライタ装置４０、４１は、平文の入力を受け付けるパーソナルコンピュータ等に接続していてもよい。リードライタ装置４０、４１は、ＩＣカード２０の機能が組み込まれたモバイルデバイスでもよい。この場合、モバイルデバイスが平文の入力を受け付ける。

【0027】

発行装置３０は、必要な情報を書き込んだＩＣカード２０を排出する。発行装置３０は、乱数を発生して、乱数を鍵ブロックに分割して、鍵データの一例の鍵ブロック、鍵ブロックの誤り検出符号の一例である巡回冗長符号（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）等を生成する。発行装置３０は、ＩＣカード２０の発行時に、鍵ブロック、鍵ブロックの誤り検出符号等、を書き込んでＩＣカード２０を排出する。発行装置３０は、ＩＣカード２０と同じ鍵ブロックを検証装置１０に送信する。このように、発行装置３０は、検証装置１０およびＩＣカード２０に鍵データを送信することにより、検証装置１０およびＩＣカード２０に対して鍵データを発行する。

【0028】

発行装置３０は、鍵ブロックを書き込む際、ＩＣカード２０のチップＩＤ等の固有ＩＤと関連付けて、鍵ブロック、鍵ブロックの誤り検出符号等を、データベースに記憶する。

【0029】

ここで、誤り検出符号の一例として、ＣＲＣ等の固定長のチェックビット、ＣＭＡＣ（Cipher-based MAC）等によるメッセージ認証符号、ハッシュ値等が挙げられる。誤り検出符号の算出アルゴリズムは、誤り検出符号の計算に用いられるアルゴリズムならばよく、例えば、ＣＲＣアルゴリズム、ＭＤ５（Message Digest5）、ＳＨＡ（Secure Hash Algorithm）等のハッシュ関数、チェックサムに用いる関数、パリティチェックの関数等が挙げられる。

【0030】

なお、検証装置１０は、端末装置からの暗号文を検証する検証装置の一例である。ＩＣカード２０、または、ＩＣカード２０と接続したリードライタ装置４０、４１は、発行装置から取得した鍵データと平文との所定の演算で暗号化された暗号文を生成する端末装置の一例である。発行装置３０は、鍵データを発行する発行装置の一例である。

【0031】

次に、検証装置１０の概要構成例を、図を用いて説明する。図２は、の検証装置１０の概要構成例を示す図である。

【0032】

図２に示すように、コンピュータとして機能する検証装置１０は、通信部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、操作部１４と、入出力インターフェース部１５、制御部１６とを備えている。そして、制御部１６と入出力インターフェース部１５とは、システムバス１７を介して接続されている。

【0033】

通信部１１は、ＩＣカード２０と発行装置３０との通信を制御する。通信部１１は、ネットワークＮＷに接続可能なリードライタ装置４０、４１を介して、ＩＣカード２０との通信を制御する。通信部１１は、セキュア通信路ＳＣを介して、発行装置３０との通信を制御する。なお、通信部１１は、ネットワークＮＷを介して、発行装置３０と通信を行ってもよい。

【0034】

記憶部１２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等により構成されている。記憶部１２には、オペレーティングシステムおよびアプリケーションが記憶される。

【0035】

また、記憶部１２には、鍵ブロックと、鍵ブロックの誤り検出符号と、ＩＣカード２０の固有ＩＤと、が関連付けられたデータベースが構築される。なお、記憶部１２は、乱数列記憶手段の一例として、発行装置３０と共通の乱数列を記憶しておいてもよい。この場合、乱数列のＩＤ、鍵ブロックのサイズ、鍵ブロックの番号、鍵ブロックの誤り検出符号と、ＩＣカード２０の固有ＩＤと、が関連付けられたデータベースが構築される。

【0036】

表示部１３は、例えば、液晶表示素子または有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子等によって構成されている。操作部１４は、例えば、キーボードおよびマウス等によって構成されている。

【0037】

入出力インターフェース部１５は、通信部２１および記憶部２２等とシステム制御部２５とのインターフェースである。

【0038】

制御部１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）と、を有する。制御部１６は、ＣＰＵが、ＲＯＭや、ＲＡＭや、記憶部１２に記憶された各種プログラムを読み出して実行する。

【0039】

次に、ＩＣカード２０の概要構成例を、図を用いて説明する。

【0040】

図３は、ＩＣカード２０の概要構成例を示す図である。図３に示すように、ＩＣカード２０は、通信部２１、記憶部２２、および制御部２３等を備えて構成される。

【0041】

通信部２１は、接点端子および／またはコイル型のアンテナを有する。発行装置３０において、ＩＣカード２０が発行される際に、ＩＣカード２０が、通信部２１の接点端子またはコイル型のアンテナを介して発行装置３０と通信を行う。ＩＣカード２０がリードライタ装置４０、４１に挿入された際、ＩＣカード２０が、通信部２１の接点端子またはコイル型のアンテナを介してリードライタ装置４０、４１と通信を行う。

【0042】

記憶部２２は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（ＮＶＭ（Nonvolatile Memory））である。記憶部２２には、オペレーティングシステム（ＯＳ）およびアプリケーションが記憶される。アプリケーションには、相互認証処理プログラム等が含まれる。記憶部２２は、ＩＣカード２０を特定するためのチップＩＤ等の固有ＩＤを記憶している。

【0043】

記憶部２２は、発行装置３０から送信された鍵データの一例である鍵ブロックと、鍵データの誤り検出符号の一例である巡回冗長符号等と、を記憶する。

【0044】

制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭ等を備えて構成される。制御部２３は、平文と鍵ブロックとの演算を行ったり、平文の誤り検出符号を計算したりする。平文を暗号文にするための、平文と鍵データとの所定の演算の一例として、排他的論理和（ＸＯＲ）が挙げられる。所定の演算は、暗号文を平文に復号するための逆演算が、容易に行える演算ならばよい。

【0045】

次に、発行装置３０の概要構成例について、図４を用いて説明する。図４は、発行装置３０の概要構成例を示す図である。

【0046】

図４に示すように、発行装置３０は、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、表示部３４と、発行部３５と、を有する。

【0047】

制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭ等を備えて構成される。制御部３１は、記憶部３２および通信部３３等を制御する。制御部３１は、乱数生成機能等を有する。乱数生成機能は、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアで実現されてよい。また、制御部３１は、誤り検出符号を計算する。

【0048】

記憶部３２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等により構成されている。記憶部１２には、オペレーティングシステムおよびアプリケーションが記憶される。

【0049】

また、記憶部３２には、生成した鍵ブロックと、鍵ブロックの誤り検出符号と、発行したＩＣカード２０の固有ＩＤと、が関連付けられたデータベースが構築される。

【0050】

通信部３３は、ＩＣカード２０に対するリードライタ機能を有する。通信部３３は、ＩＣカード２０の接点端子および／またはコイル型のアンテナを介して、ＩＣカード２０と接続して、発行装置３０とＩＣカード２０との通信を制御する。制御部３１は、通信部３３を介して、生成した鍵ブロック等をＩＣカード２０に書き込む。通信部３３は、セキュア通信路ＳＣを介して、検証装置１０との通信を制御する。なお、通信部３３は、ネットワークＮＷを介して、検証装置１０と通信を行ってもよい。

【0051】

表示部３４は、例えば、液晶表示素子または有機ＥＬ素子等によって構成されている。

【0052】

発行部３５は、ＩＣカード２０のフィーダ機構を有し、鍵ブロック等の鍵データが書き込まれたＩＣカード２０を排出する。

【0053】

［２．検証システムの動作］
次に、本発明の１実施形態に係る検証システムの動作について図を用いて説明する。

【0054】

（２．１ ＩＣカード２０の発行の動作例）
まず、発行装置３０によるＩＣカード２０の発行の動作例について、図５および図６を用いて説明する。図５は、検証システムのＩＣカードの発行の動作例を示すシーケンス図である。図６は、検証システムにおけるデータの流れの一例を示す模式図である。

【0055】

図５に示すように、検証システムＳは、使い捨て暗号鍵を生成する（ステップＳ１）。具体的には、発行装置３０の制御部３１が、図６に示すように、使い捨て暗号鍵５０として、所定の長さの乱数を発生させる。乱数のサイズは、ＩＣカード２０の記憶部２２の容量に依存する。

【0056】

次に、検証システムＳは、鍵ブロックに分割する（ステップＳ２）。具体的には、発行装置３０の制御部３１が、暗号鍵５０を、所定のサイズの鍵ブロック５１に分割する。なお、制御部３１が、鍵ブロックのサイズを端末装置のＩＣカード２０が備えるメモリのアーキテクチャ（例えば、ラッシュメモリの書き込みページサイズ）と適合するように、鍵ブロック５１に分割したり、端末装置と発行装置３０間の通信路の通信パケットサイズに合わせるように、鍵ブロック５１に分割したりする。制御部３１が、乱数を分割せずに、ブロック毎に鍵ブロック長の乱数を発生させてもよい。

【0057】

次に、検証システムＳは、各鍵ブロックの鍵ＣＲＣを計算する（ステップＳ３）。具体的には、発行装置３０の制御部３１が、鍵ブロックの乱数の値を、所定の値で割り算を行い余りの値（鍵ＣＲＣ６１）を計算する。なお、鍵ＣＲＣ６１は、鍵データの誤り検出符号の一例である。ＣＲＣを計算するための除数等は、誤り検出符号を計算するためのパラメータの一例である。

【0058】

次に、検証システムＳは、ＩＣカード２０の発行用に、各鍵ブロック、各ＣＲＣを送信する（ステップＳ４）。具体的には、発行装置３０の制御部３１が、発行装置３０に接続したＩＣカード２０に、各鍵ブロック５１と鍵ＣＲＣ６１とをペアにして、ブロック順に送信する。制御部３１が、各鍵ブロック５１、各鍵ＣＲＣ６１を、接続しているＩＣカード２０の固有ＩＤに関連付けて、記憶部３２にブロック順に記憶する。なお、発行装置３０は、誤り検出符号を計算するためのパラメータの一例のＣＲＣを計算するための除数を、接続したＩＣカード２０に送信する。また、ブロック順は、例えば、先頭から分割して行った暗号鍵５０の先頭からの順番である。

【0059】

次に、検証システムＳは、各鍵ブロックと各ＣＲＣとを記憶する（ステップＳ５）。具体的には、ＩＣカード２０の制御部２３が、受信した各鍵ブロック５２と各鍵ＣＲＣ６２とをペアにして、記憶部２２にブロック順に記憶する。制御部２３が、受信した誤り検出符号を計算するためのパラメータを記憶部２２に記憶する。

【0060】

次に、発行装置３０は、各鍵ブロックと各鍵ＣＲＣ等を記憶したＩＣカード２０を、発行部３５から排出する。

【0061】

次に、検証システムＳは、各鍵ブロック、各鍵ＣＲＣ、固有ＩＤを検証装置１０に送信する（ステップＳ６）。まず、発行装置３０と検証装置１０とは、セキュア通信路ＳＣを介して接続する。制御部３１が、ＩＣカード２０の固有ＩＤと共に、各鍵ブロック５１の各鍵ＣＲＣ６１のペアを、検証装置１０にブロック順にセキュア通信路ＳＣを介して送信する。発行装置３０は、誤り検出符号を計算するためのパラメータの一例のＣＲＣを計算するための除数を、検証装置１０に送信する。

【0062】

次に、検証システムＳは、各鍵ブロックと各鍵ＣＲＣとを固有ＩＤに関連付け記憶する（ステップＳ７）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、受信した各鍵ブロック５３と各鍵ＣＲＣ６３とをペアにして、記憶部１２にブロック順に、受信した固有ＩＤに関連付けて記憶する。制御部１６が、受信した誤り検出符号を計算するためのパラメータを、受信した固有ＩＤに関連付けて、記憶部１２に記憶する。

【0063】

なお、量子鍵配送等のプロトコルを用いて検証装置１０と発行装置３０とが、使い捨て暗号鍵の乱数列を事前に共有する場合、鍵ブロック５１の代わりに鍵ブロックの生成情報（使い捨て暗号鍵の使用開始位置とブロックサイズ）のシーケンスを、鍵ブロックの鍵ＣＲＣ６１と合わせて送付してもよい。この場合、鍵ブロック５３は、検証装置１０において、発行装置３０と同様の方法で生成される。

【0064】

（２．２ 検証の動作例）
次に、検証システムＳにおける検証の動作例について、図を用いて説明する。図７は、検証システムＳにおける検証の動作例を示すシーケンス図である。

【0065】

まず、ＩＣカード２０の制御部２３が、検証装置１０に送信する平文を、格納している鍵ブロック５２のサイズに分割し、平文ブロック７０を生成する。なお、平文ブロック７０のサイズが、鍵ブロック５２のサイズを満たさないときは、制御部２３が、パディングを行い、データ長を揃えてもよい。

【0066】

図７に示すように、検証システムＳは、鍵ブロックと平文ブロックとを演算して暗号文を生成する（ステップＳ１０）。具体的には、ＩＣカード２０の制御部２３が、鍵ブロック５２と平文ブロック７０とのＸＯＲを計算して、平文ブロック７０の暗号文７１を生成する。

【0067】

次に、検証システムＳは、平文ブロックの平文ＣＲＣを計算する（ステップＳ１１）。具体的には、ＩＣカード２０の制御部２３が、発行装置３０から取得した誤り検出符号を計算するためのパラメータを用いて、平文ブロック７０に対し、平文の誤り検出符号の一例である平文ブロック７０の平文ＣＲＣ６５を計算する。平文ＣＲＣ６５は、平文の誤り検出符号の一例である。

【0068】

次に、検証システムＳは、鍵ブロックの鍵ＣＲＣと平文ブロックの平文ＣＲＣとを演算して変換ＣＲＣを生成する（ステップＳ１２）。具体的には、ＩＣカード２０の制御部２３が、鍵ブロックの鍵ＣＲＣ６２と平文ブロックの平文ＣＲＣ６５とのＸＯＲ演算を計算して変換ＣＲＣ６６を生成する。鍵ＣＲＣ６２が、平文ＣＲＣ６５とのＸＯＲ演算により、変換ＣＲＣ６６に変換される。変換ＣＲＣ６６が、変換誤り検出符号の一例である。鍵データの誤り検出符号と平文の誤り検出符号との演算で、鍵データの誤り検出符号が変換誤り検出符号に変換される。

【0069】

次に、検証システムＳは、固有ＩＤ、暗号文、および変換ＣＲＣを送信する（ステップＳ１３）。具体的には、ＩＣカード２０の制御部２３が、ＩＣカード２０自体の固有ＩＤ、生成した暗号文７１、および変換ＣＲＣ６６を連結して、リードライタ装置４０、４１等を介して、検証装置１０に送信する。

【0070】

次に、検証システムＳは、固有ＩＤ、暗号文、変換ＣＲＣを取得する（ステップＳ１４）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、ＩＣカード２０の固有ＩＤ、暗号文７１、および変換ＣＲＣ６６を、ＩＣカード２０から取得する。このように、検証装置１０が、平文と鍵データとの所定の演算で暗号化された暗号文と、鍵データの誤り検出符号と平文の誤り検出符号との演算で変換された変換誤り検出符号とを、取得する暗号文取得手段の一例として機能する。

【0071】

次に、検証システムＳは、暗号文から復号文を生成する（ステップＳ１５）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、受信した暗号文７１と、予め発行装置３０から取得した鍵ブロック５３とのＸＯＲを計算して、復号文ブロック７２を生成する。なお、制御部１６は、ＩＣカード２０の固有ＩＤに基づき記憶部１２を参照して、鍵ブロック５３を取得する。このように、検証装置１０が、取得した暗号文と予め取得した鍵データとの演算の逆演算により復号文を生成する復号手段の一例として機能する。

【0072】

次に、検証システムＳは、復号文から復号文ＣＲＣを計算する（ステップＳ１６）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、発行装置３０から取得した誤り検出符号を計算するためのパラメータを用いて、復号文ブロック７２から、復号文ＣＲＣ６７を計算する。なお、制御部１６は、ＩＣカード２０の固有ＩＤに基づき記憶部１２を参照して、誤り検出符号を計算するためのパラメータを取得する。復号文ＣＲＣ６７は、復号文の誤り検出符号の一例である。このように、検証装置１０が、復号文の誤り検出符号を計算する復号文誤り検出符号計算手段の一例として機能する。

【0073】

次に、検証システムＳは、変換ＣＲＣと復号文ＣＲＣとから、鍵ＣＲＣを逆演算する（ステップＳ１７）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、ＩＣカード２０から取得した変換ＣＲＣ６６と、生成した復号文ＣＲＣ６７とのＸＯＲを計算して、鍵ブロックの鍵ＣＲＣ６８を逆演算する。ここで、ＸＯＲ演算が、演算の逆演算の一例である。変換ＣＲＣ６６が、復号文ＣＲＣ６７とのＸＯＲ演算による逆演算により、鍵ＣＲＣ６８に逆変換される。鍵ＣＲＣ６８が、逆算された鍵データの誤り検出符号の一例である。このように、検証装置１０が、取得した変換誤り検出符号と復号文の誤り検出符号との逆演算により、鍵データの誤り検出符号を逆算する逆算手段の一例として機能する。

【0074】

次に、検証システムＳは、逆演算した鍵ブロックのＣＲＣが一致する否かを判定する（ステップＳ１８）。具体的には、検証装置１０の制御部１６が、逆演算した鍵ブロックの鍵ＣＲＣ６８が、発行装置３０から予め取得した鍵ＣＲＣ６３と、を比較して、これらが一致する否かを判定する。なお、制御部１６は、ＩＣカード２０の固有ＩＤに基づき記憶部１２を参照して、鍵ＣＲＣ６３を取得する。このように、検証装置１０が、逆算した鍵データの誤り検出符号と、予め取得した鍵データの誤り検出符号とを比較することにより、取得した暗号文を検証する検証手段の一例として機能する。

【0075】

ＣＲＣが一致しない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、検証装置１０の制御部１６が、復号文ブロック７２を破棄する。検証装置１０の制御部１６が、ＣＲＣ不一致をＩＣカード２０に通知する。ＩＣカード２０の制御部２３が、同じ平文ブロック７０に対して、次の鍵ブロック５２と次の鍵ＣＲＣ６２により、ステップＳ１０からＳ１３の処理を行う。このとき、制御部２３は、記憶部２２を参照して、鍵ブロック５２の順を示すカウンタにより、次の鍵ブロック５２とこれに対応する次の鍵ＣＲＣ６２を取得する。検証装置１０の制御部１６が、ＩＣカード２０から、再度、暗号文７１と変換ＣＲＣ６６を取得した際、次の鍵ブロック５３と、これに対応する次の鍵ＣＲＣ６３とを用いて、ステップＳ１４からＳ１８の処理を行う。このとき、制御部１６は、記憶部１２を参照して、鍵ブロック５３の順を示すカウンタにより、次の鍵ブロック５３とこれに対応する次の鍵ＣＲＣ６３を取得する。

【0076】

ＣＲＣが一致した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、検証装置１０の制御部１６が、次の暗号文７１を要求する。ＩＣカード２０の制御部２３が、次の平文ブロック７０に対して、次の鍵ブロック５２と次の鍵ＣＲＣ６２により、ステップＳ１０からＳ１３の処理を行う。検証装置１０の制御部１６が、ＩＣカード２０から、次の暗号文７１と変換ＣＲＣ６６を取得した際、次の鍵ブロック５３と、これに対応する次の鍵ＣＲＣ６３とを用いて、ステップＳ１４からＳ１８の処理を行う。

【0077】

以上、本実施形態によれば、暗号文７１を受け取る側の検証装置１０が、平文の一例である平文ブロック７０と鍵ブロック５２との所定の演算ＸＯＲで暗号化された暗号文７１と、鍵データの誤り検出符号の鍵ＣＲＣ６２と平文の誤り検出符号の平文ＣＲＣ６５との演算ＸＯＲで変換された変換誤り検出符号の変換ＣＲＣ６６とを、取得し、取得した暗号文７１と予め取得した鍵ブロック５３との演算の逆演算ＸＯＲにより復号文ブロック７２を生成し、復号文の誤り検出符号の復号文ＣＲＣ６７を計算し、取得した変換誤り検出符号の変換ＣＲＣ６６と復号文の誤り検出符号６７との逆演算により、鍵データの誤り検出符号の鍵ＣＲＣ６８を逆算し、逆算した鍵データの誤り検出符号の鍵ＣＲＣ６８と、予め取得した鍵ブロックの誤り検出符号の鍵ＣＲＣ６３と、を比較することにより、取得した暗号文７１を検証するので、暗号文７１を送付する側の機器、ＩＣカード２０の処理の負荷を掛けず、リソースが限られたＩＣカード２０からの暗号文７１のエラーを検証できる。

【0078】

鍵データが、乱数列から順に取り出された、使い捨て鍵ブロック５２である場合、鍵データが、使い捨てであるので、セキュリティがより向上する。

【0079】

乱数列を記憶し、使い捨て鍵ブロックの乱数列における使用開始位置およびブロックサイズの情報を取得し、予め取得した鍵データが、使用開始位置およびブロックサイズの情報に応じて乱数列記憶手段の一例の記憶部１２から取得される場合、使用時に、鍵データを直接送付しないため、傍受に強くなり、セキュリティがより向上する。

【0080】

演算が、ＸＯＲ演算である場合、逆演算もＸＯＲ演算となり、簡易に逆演算ができる。

【0081】

誤り検出符号が、巡回冗長符号（ＣＲＣ）である場合、バースト誤りを検出しやすくなる。

【0082】

予め取得した鍵データおよび予め取得した鍵データの誤り検出符号を、セキュア通信路を通して予め取得する場合、量子鍵配送等によるセキュア通信路で、鍵データおよび鍵データの誤り検出符号を、事前に取得しておくことにより、セキュリティがより向上する。

【符号の説明】

【0083】

１０ 検証装置
２０ ＩＣカード（端末装置）
３０ 発行装置
５２、５３ 鍵ブロック（鍵データ）
６２、６３、６８ 鍵ＣＲＣ（鍵データの誤り検出符号）
６５ 平文ＣＲＣ（平文の誤り検出符号）
６６ 変換ＣＲＣ（変換誤り検出符号）
６７ 復号文ＣＲＣ（復号文の誤り検出符号）
７０ 平文ブロック（平文）
７１ 暗号文
７２ 復号文ブロック（復号文）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】