JPH09138643A

JPH09138643A - データ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積システムおよび鍵蓄積機能を備えたセキュリティ・モジュール

Info

Publication number: JPH09138643A
Application number: JP7296449A
Authority: JP
Inventors: Ryota Akiyama; 良太秋山; Minoru Iwata; 稔岩田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ユーザ側のセキュリティモジュール（カー
ド）内に秘匿、認証、署名等に必要な鍵管理テーブルを
持たせ、回線の輻輳状態を緩和すること。【解決手段】データファイル２からデータを引き出す
際、ワークステーション３からカード４に検証要求が送
出され、また、データファイル２に対しデータ配送要求
がなされる。カード４は目的とする鍵が鍵管理テーブル
に保管されていない場合、鍵管理手段１から鍵を受け取
り、鍵管理テーブルの空き領域に格納する（空き領域が
ない場合には、優先順位の低いものを削除）。データフ
ァイル２は配送要求を受信すると、認証子を付した要求
データを送出する。カード４は要求データを受信すると
鍵管理テーブルに格納された鍵により署名検証処理を行
い、Ｙ／Ｎメッセージを生成し返送する。また、秘匿通
信処理を行う場合にも、カード４は鍵管理テーブルに格
納された鍵を上記と同様に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータ秘匿及びデー
タ署名用鍵蓄積システムおよびデータ秘匿及びデータ署
名用鍵蓄積機能を備えたセキュリティ・モジュールに関
し、特に本発明は、機密の保持を要求される画像、音声
データを含む各種データのセキュリティを保持すること
ができ、また、データの秘匿、認証、署名に必要な鍵配
送のプロトコルを減少させ回線の輻輳状態を緩和するこ
とができるデータ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積システム
およびデータ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積機能を備えた
セキュリティ・モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は本発明の前提となるデータ暗号
化及び署名用鍵蓄積システムの構成を示す図である。同
図において、１１は暗号化処理と署名処理を行う鍵管理
サーバであり、鍵管理サーバ１１は、システムに加入し
たユーザのユーザＩＤとカードＩＤを登録したユーザプ
ロファイル１１ａと、ユーザがセキュリティ・モジュー
ル（カード）を使ってシステムにアクセスした際の記録
を格納するログファイル１１ｂと、暗号化処理ユニット
１１ｃを備えている。暗号化処理ユニット１１ｃはカー
ドＩＤ又はユーザＩＤをマスタ鍵を使って暗号化変換を
行い、ユーザ個別の鍵又はカード個別の鍵を生成する。

【０００３】１２はデータ生成装置であり、データ生成
装置１２により秘匿の対象となる画像データ、音声デー
タ、一般データ等の各種データが生成される。１３はデ
ータファイル装置であり、上記データ生成装置で生成さ
れた画像データ、音声データ、一般データ等の各種デー
タＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，…、および各データに付さ
れたファイルＩＤ等が格納される。１４はＬＡＮ等の通
信路を介して上記鍵管理サーバ１１、データ生成装置１
２、データファイル装置１３に接続されたワークステー
ション（以下ホストという）であり、ホスト１４は各ユ
ーザの近傍に設置され、ユーザ（データファイル装置１
３に格納されたデータにアクセスする権限を持つユー
ザ）はホスト１４からカード１５を使用してデータファ
イル装置１３に格納されたデータにアクセスすることが
できる。また、カード１５はデータファイル装置のデー
タが正しいことを検証し、更にデータの暗号化処理を行
う機能を備えている。１６はカードを挿入するためのコ
ネクタ装置であり、コネクタ装置１６には表示装置１７
が接続可能である。

【０００４】図１２は従来技術におけるデータ引き出し
処理手順を示す図であり、図１１および図１２によりデ
ータファイル装置からデータを引き出す際の従来の処理
手順について説明する。データファイル装置１３に格納
されたデータを引き出すため、ユーザがカード１５をホ
スト１４のコネクタ装置１６に挿入し、データファイル
装置１３に格納されたデータのファイルＩＤを入力する
と、ホスト１４からカード１５にファイルＩＤを付して
署名検証要求が送出されるとともに、鍵管理サーバ１１
に対して鍵管理サーバＩＤ（ＩＤＫ）とカードＩＤ（Ｉ
ＤＣ）を付して署名鍵配送要求が送出される。鍵管理サ
ーバ１１は上記要求があると、ホスト１４に対して、カ
ードＩＤ（ＩＤＣ）と鍵管理サーバＩＤ（ＩＤＫ）を付
して認証要求および乱数ｒ１を送出する。

【０００５】ホスト１４が上記認証要求等を受信する
と、カード１５に対して、カードＩＤ（ＩＤＣ）を付し
て認証コマンドと上記乱数ｒ１を送出する。カード１５
は前記したようにデータを暗号化する機能を備えてお
り、上記認証コマンドを受信すると、受信した乱数ｒ１
を、カード１５が持つ鍵Ｋ１により暗号化したデータＥ
Ｋ１（ｒ１）を生成し、ＥＫ１（ｒ１）にカードＩＤ
（ＩＤＣ）を付してホスト１４へ送出する（認証手
順）。上記データＥＫ１（ｒ１）とカードＩＤを受信す
ると、ホスト１４は鍵管理サーバＩＤ（ＩＤＫ）とカー
ドＩＤ（ＩＤＣ）を付して、上記暗号化されたデータＥ
Ｋ１（ｒ１）を鍵管理サーバ１１に送出する。

【０００６】鍵管理サーバ１１は上記ＥＫ１（ｒ１）を
受信すると、自己の持つ鍵Ｋ１でＥＫ１（ｒ１）を解読
し、送出した乱数ｒ１と受信した乱数ｒ１が一致するか
を調べ、両者が一致しコネクタ装置１６に挿入されたカ
ードが正当なカードであることが確認できると、データ
ファイル側の個別鍵ＫＦ１（ファイルＩＤ毎に鍵ＫＦｎ
が設定されている）を鍵Ｋ１により暗号化した暗号化署
名鍵ＥＫ１（ＫＦ１）を生成し、カードＩＤ（ＩＤＣ）
と鍵管理サーバＩＤ（ＩＤＫ）を付して、ホスト１４に
送出する。

【０００７】ホスト１４は上記データを受信すると、署
名鍵設定コマンドと上記暗号化署名鍵ＥＫ１（ＫＦ１）
と鍵格納コマンドをカードに送出し、カード１５は上記
暗号化署名鍵ＥＫ１（ＫＦ１）を鍵Ｋ１により解読し、
解読したデータファイル側個別鍵ＫＦ１をカード１５中
に設けられたレジスタ等に格納する。ついでカード１５
は確認信号ＡＣＫをホスト１４を介して鍵管理サーバ１
１に送出し署名鍵配送手順を終了する。

【０００８】上記のように、乱数ｒ１を鍵管理サーバ１
１からカード１５に送出し、カード１５において鍵Ｋ１
により暗号化したデータＥＫ１（ｒ１）を生成して鍵管
理サーバ１１に返送することにより、鍵管理サーバ１１
はカード１５が正しい鍵Ｋ１を持つ正当なカードである
ことを確認することができる。また、暗号化されたデー
タＥＫ１（ｒ１）をカード１５から送出するとともに、
鍵管理サーバ１１でデータファイル側個別鍵ＫＦ１を暗
号化して送出することにより、ホスト１４においてデー
タを改ざんする等の不正行為が行われるのを防止でき
る。

【０００９】以上のようにして署名鍵配送手順が終了す
ると、ホスト１４から鍵管理サーバ１１及びデータファ
イル装置１３に対してデータ配送要求が送出される。な
お、鍵管理サーバ１１に対する通知は後に行われる通信
記録データを鍵管理サーバ１１が受け付けるために必要
となる。データファイル装置１３は上記データ配送要求
を受信すると、カードＩＤ（ＩＤＣ）、データファイル
装置ＩＤ（ＩＤＤ）を付して、最後尾にデジタル署名の
認証子ＣＳ（署名文）を付した要求データ、および乱数
ｒ２をホスト１４およびカード１５へ送出する。ここ
で、乱数ｒ２はホスト１４においてカードの処理結果を
偽ることを考慮し、カード１５のメッセージをカード１
５、データファイル装置１３間の鍵ＫＦ１と乱数ｒ２で
暗号することにより、暗号化通信を確実に行うために付
されるものである。

【００１０】上記要求データ、認証子ＣＳ、乱数ｒ２等
をカード１５が受信すると、認証子ＣＳにより受信した
データが要求データであるか否かを確認し、Ｙｅｓ、あ
るいは、Ｎｏのメッセージを生成する。そして、このＹ
／Ｎのメッセージを前記した個別鍵ＫＦ１と乱数ｒ２に
より暗号化し、カードＩＤ（ＩＤＣ）、データファイル
装置ＩＤ（ＩＤＤ）を付してデータファイル装置１３に
返送する。Ｙ／Ｎのメッセージを個別鍵ＫＦ１と乱数ｒ
２により暗号化する手法としては、例えば、Ｙ／Ｎメッ
セージと乱数ｒ２の排他的論理和を個別鍵ＫＦ１で暗号
化したり、あるいは、Ｙ／Ｎメッセージを個別鍵ＫＦ１
と乱数ｒ２の排他的論理和で暗号化することができる。

【００１１】データファイル装置１３が上記暗号化され
たＹ／Ｎメッセージ等を受信すると、暗号化されたＹ／
Ｎメッセージを鍵ＫＦ１と乱数ｒ２により解読してＹ／
Ｎメッセージの内容を確認し、通信記録データを鍵管理
サーバ１１に配送する。鍵管理サーバ１１は上記通信記
録データをアクセス時刻等とともにログファイル１１ｂ
に記録する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術においては、秘匿、認証、署名に必要な鍵の配送の
際にプロトコルオーバヘッドが存在する。このため、非
常に多くのトランザクション処理を多数のユーザに対し
て実施する場合、回線が輻輳状態になることがあった。
本発明は上記した従来技術の問題点を考慮してなされた
ものであって、本発明の目的は、ユーザ側のセキュリテ
ィ・モジュール（カード）内に秘匿、認証、署名等に必
要な鍵管理テーブル（記憶媒体）を持たせ、このテーブ
ルと鍵配送プロトコルを連携することにより、鍵配送の
プロトコルを減少させ回線の輻輳状態を緩和することで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、同図において、１は鍵を管理するとともに、暗号
化処理および署名処理を行う鍵管理手段、２はデータを
蓄積するデータファイル、３は上記鍵管理手段１、デー
タファイル２等に回線により接続されたワークステーシ
ョン、４は署名生成および署名検証機能と暗号化処理機
能を具備したセキュリティ・モジュール（例えばカー
ド）である。

【００１４】図１において、本発明は次のようにして前
記課題を解決する。（１）セキュリティ・モジュール４に複数のユーザ、フ
ァイル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を
格納する鍵管理テーブルを設け、上記鍵管理テーブルに
格納された鍵により署名処理を行う。（２）セキュリティ・モジュール４に複数のユーザ、フ
ァイル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を
格納する鍵管理テーブルを設け、上記鍵管理テーブルに
格納された鍵を用いて秘匿通信処理を行う。（３）署名処理、秘匿通信処理において、目的とする鍵
が鍵管理テーブルに格納されていないとき、目的とする
鍵を外部から補充して上記鍵管理テーブルに蓄積補充す
る。（４）鍵管理テーブルに鍵を蓄積する際、鍵管理テーブ
ルに空き領域があるかを確認し、空き領域がない場合、
優先度の低い鍵を消去して空き領域を生成し、生成され
た空き領域に新たな鍵を蓄積する。

【００１５】本発明の請求項１〜４の発明においては、
上記のように、セキュリティ・モジュール４に複数のユ
ーザ、ファイル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応
する鍵を格納する鍵管理テーブルを設け、該鍵を使用し
て署名処理、秘匿通信処理等を行っているので、鍵管理
テーブルに目的とする鍵が格納されているとき、鍵配送
手順が不要となり、回線が輻輳状態となることを緩和す
ることができる。また、本発明の請求項５，６の発明の
ように、目的とする鍵が鍵管理テーブルに格納されてい
ないとき、目的とする鍵を外部から補充し、また、鍵を
補充する際、鍵管理テーブルに空き領域がない場合、優
先度の低い鍵を消去して新たな鍵を蓄積することによ
り、常に優先度の高い鍵をカードの鍵管理テーブル内に
蓄積しておくことができる。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、前記図１１に示したシステム
を対象として、本発明の実施例を説明する。図２は本発
明の実施例のセキュリティ・モジュール（以下、カード
という）の構成を示す図である。同図において、１５ａ
は後述する署名処理部、暗号化処理部等を制御するプロ
セッサ、１５ｂはバス、１５ｃはホスト１４と接続され
るＩＯポートであり、ＩＯポート１５ｃを介してホスト
１４からユーザ／ファイルＩＤ、各種コマンド、暗号化
鍵データ、署名付きデータ（認証子ＣＳが付されたデー
タ）を受信し、ホスト１４へ検証結果（前記したＹ／Ｎ
メッセージ等）、暗号化データを送出する。

【００１７】１５ｄはカードＩＤ、ユーザＩＤ、鍵、お
よびその利用頻度を記録した第１の鍵管理テーブル、１
５ｅはファイルＩＤ、各ファイルの個別鍵、およびその
利用頻度を記録した第２の鍵管理テーブルである。第
１、第２の鍵管理テーブル１５ｄ，１５ｅは、複数のユ
ーザＩＤ、ファイルＩＤ、鍵等を記憶する領域を備えた
書換え可能なメモリから構成されており、プロセッサ１
５ａは各データの利用頻度をカウントし、利用頻度ｍ1
〜ｍn ，ｎ1〜ｎn を各鍵管理テーブルに書き込む。そ
して、後述するように、ホスト１４から新たなＩＤ、鍵
等が送られてきたとき、それらを記憶し、空き領域がな
くなると、上記利用頻度ｍ1 〜ｍn ，ｎ1 〜ｎn を参照
して、例えば利用頻度の少ないものが削除され、新たな
データが書き込まれる。

【００１８】１５ｆは署名生成および署名検証を行う署
名処理部であり、署名処理部１５ｆは排他的論理和回路
１５１、鍵１５２、暗号化処理を行う暗号化回路１５
３、セレクタ１５４、比較器１５５から構成され、セレ
クタ１５４はＳＥＬ制御信号により、暗号化回路１５３
の出力を、排他的論理和回路１５１、比較器１５５ある
いは暗号化処理部１５ｇに選択的に接続する。そして上
記署名処理部１５ｆにより、後述するように認証子ＣＳ
を生成し、生成した認証子ＣＳとホストから送信される
要求データの最後尾に付された認証子ＣＳ’とを比較器
１５５で比較しＹ／Ｎメッセージを生成する。さらに、
署名処理部１５ｆの鍵１５２と暗号化回路１５３を利用
して後述するように暗号化処理部１５ｇがデータの暗号
化を行う。上記暗号化回路１５３は一方向性関数アルゴ
リズム、暗号処理関数等であり、入力データの転置／換
字を組み合わせて反復混合するＤＥＳ、あるいはＦＥＡ
Ｌ等を使用することができる。１５ｇは暗号化処理部で
あり、暗号化処理部１５ｇは遅延回路１５６と排他的論
理和回路１５７から構成されており、上記したように鍵
１５２によりデータを暗号化する。

【００１９】図３は本実施例における署名生成および署
名検証処理の一例を示す図であり、同図により本実施例
における署名生成および署名検証処理について説明す
る。同図において、１２はデータ生成装置であり、デー
タ生成装置１２は前記したカード１５と同様、排他的論
理和回路１２１、暗号化回路１２２、鍵１２３を備えて
おり、生成したデータＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，…から
認証子ＣＳ１，ＣＳ２，…を生成する。１３はデータフ
ァイル装置であり、データ生成装置１２により生成され
たファイルＩＤ（Ｆ０１，…）、データ（ＤＡＴＡ１，
ＤＡＴＡ２，…）、認証子（ＣＳ１，ＣＳ２，…）等を
保管する。１５’は前記図２に示したカード側における
署名検証機能である。

【００２０】上記認証子（署名文）の生成および署名検
証は次のように行われる。データ生成装置１２でファイ
ルＩＤがＦ０１のＤＡＴＡ１が生成されると、該ＤＡＴ
Ａ１を或るブロック単位で（ＤＥＳの場合は６４ビッ
ト）切り出し、この単位で暗号化処理を行う。まず、切
り出したデータブロックを暗号化回路１２２に入力して
鍵１２３で暗号化処理を行い、その結果を排他的論理和
回路１２１を介して暗号化回路１２２の入力に帰還す
る。そしてこの処理を入力データ列が全て完了するまで
繰り返して行い、最後の入力データが処理されたとき、
出力の左３２ビットを認証子ＣＳ１の形式で出力する。
そして、生成された認証子ＣＳ１をデータＤＡＴＡ１と
結合し、ファイル装置１３にファイルＩＤとともに保管
する。同様に、生成されるデータＤＡＴＡ２，…につい
ても、認証子ＣＳ２，…を生成し、ファイルＩＤととも
にデータＤＡＴＡ２，…、認証子ＣＳ２，…をファイル
装置１３に保管する。そして、前記したようにホスト１
４からのデータ配送の要求があると、ＬＡＮ等のネット
ワークを介してファイルＩＤ（例えばＦ０１）、データ
（例えばＤＡＴＡ１）、生成された認証子ＣＳ’をカー
ド側に送出する。

【００２１】カード１５側では、図２において、セレク
タ１５４により暗号化回路１５３の出力を排他論理和回
路１５１側に接続し、上記認証子ＣＳ’を生成したのと
同様な処理を行い認証子ＣＳを生成する。すなわち、Ｄ
ＡＴＡ１を或るブロック単位で切り出し、図３に示すよ
うに、切り出したデータブロックを暗号化回路１５３に
入力して鍵１５２（データ生成装置１２が持つ鍵と同一
の鍵）で暗号化処理を行い、その結果を排他的論理和回
路１５１を介して暗号化回路１５３の入力に帰還する処
理を入力データ列が全て完了するまで繰り返して行い、
認証子ＣＳを生成する。そして、カード側で生成した認
証子ＣＳとネットワークを介して配送された認証子Ｃ
Ｓ’を比較器１５５で比較し、要求したデータが途中で
改ざん等されることなく配送されたか否かを確認し、認
証子が一致する場合にはＹｅｓ、不一致の場合にはＮｏ
のメッセージを生成する。

【００２２】図４は本実施例におけるデータ秘匿処理の
一例を示す図である。同図において、１１１はデータ配
送側の鍵Ｋ、１１２は暗号化回路、１１３は排他的論理
和回路である。また、１４’はカード側の秘匿機能であ
る。上記データ秘匿処理およびその解読処理は次のよう
に行われる。データ配送側ではデータ列ｄａｔａが与え
られと、鍵１１１により暗号化回路１１２の帰還回路で
疑似乱数列を生成し、与えられたデータ列ｄａｔａと生
成した疑似乱数列を排他的論理和回路１１３に与えて、
ビットバイビットで排他的論理和処理して暗号化データ
Ｅｋ（ｄａｔａ）に変換し、ネットワークを介してカー
ド１５側に配送する。

【００２３】カード１５側では、図２において、セレク
タ１５４により暗号化回路１５３の出力を排他的理和回
路１５７側に接続し、上記暗号化データＥｋ（ｄａｔ
ａ）を生成したのと同様な処理を行い暗号化データＥｋ
（ｄａｔａ）を解読する。すなわち、図４に示すよう
に、鍵１５２（データ配送側と同一の鍵）により暗号化
回路１５３の帰還回路で疑似乱数列を生成し、与えられ
た暗号化データＥｋ（ｄａｔａ）と生成した疑似乱数列
を排他的論理和回路１５７に与えて、ビットバイビット
で排他的論理和処理してデータ列ｄａｔａを復号する。

【００２４】図５は本実施例においてデータファイル装
置からデータを引き出す際の処理手順を示す図であり、
本実施例においては、図２に示したようにカード側に、
カードＩＤ、ユーザＩＤ、鍵などを記録した第１の鍵管
理テーブル１５ｄ、および、ファイルＩＤ、各ファイル
の個別鍵などを記録した第２の鍵管理テーブル１５ｅを
設けたので、カード側に必要とされる署名鍵が保管され
ている場合には、前記図１２に示したような署名鍵配送
手順が不要となり、鍵配送のプロトコルを減少させ回線
の輻輳状態を緩和することができる。

【００２５】本実施例において、データファイル装置か
らデータを引き出す際の処理は次のように行われる。デ
ータファイル装置１３に格納されたデータを引き出すた
め、ユーザがカード１５をホスト１４のコネクタ装置１
６に挿入し、データファイル装置１３に格納されたデー
タのファイルＩＤを入力すると、ホスト１４からカード
１５へ、ファイルＩＤを付して検証要求が行われととも
に、鍵管理サーバ１１およびデータファイル装置１３に
対してデータ配送要求が行われる。なお、鍵管理サーバ
１１に対する通知は、前記したように、後に行われる通
信記録データを鍵管理サーバ１１が受け付けるために必
要となる。

【００２６】上記検証要求が行われると、カード１５に
おいてはユーザＩＤ、ファイルＩＤに対応する鍵が第
１、第２の鍵管理テーブル１５ｄ，１５ｅに保管されて
いるかを確認し、保管されている場合には、前記図１２
に示した署名鍵配送要求を出力しない。また、鍵が保管
されていない場合には、前記図１２に示した署名鍵配送
手順を行って鍵を受け取り、鍵管理テーブル１５ｄ，１
５ｅの空き領域に格納する（空き領域がない場合には、
後述するように例えば使用頻度の低いものを削除し空き
領域を作る）。一方、データファイル装置１３は上記デ
ータ配送要求を受信すると、前記したようにカードＩＤ
（ＩＤＣ）、データファイル装置ＩＤ（ＩＤＤ）を付し
て、最後尾にデジタル署名の認証子ＣＳ（署名文）を付
した要求データ、および乱数ｒ２をホスト１４およびカ
ード１５へ送出する。ここで、乱数ｒ２は前記したよう
にホスト１４においてカードの処理結果を偽ることを考
慮して付されるものである。

【００２７】上記要求データ、認証子ＣＳ、乱数ｒ２等
をカード１５が受信すると、認証子ＣＳにより受信した
データが要求データであるか否かを確認し、Ｙｅｓ、あ
るいは、Ｎｏのメッセージを生成する。そして、このＹ
／Ｎのメッセージを前記した個別鍵ＫＦ１と乱数ｒ２に
より暗号化し、カードＩＤ（ＩＤＣ）、データファイル
装置ＩＤ（ＩＤＤ）を付してデータファイル装置１３に
返送する。データファイル装置１３が上記暗号化された
Ｙ／Ｎメッセージ等を受信すると、暗号化されたＹ／Ｎ
メッセージを鍵ＫＦ１と乱数ｒ２により解読してＹ／Ｎ
メッセージの内容を確認し、通信記録データを鍵管理サ
ーバ１１に配送する。鍵管理サーバ１１は上記通信記録
データをアクセス時刻等とともにログファイル１１ｃに
記録する。

【００２８】図６〜図１０は本実施例においてカード側
における処理手順を示す図であり、図６、図７は署名検
証処理のためのカード側鍵管理フローを示し、図８は秘
匿通信のためのカード側管理制御フローを示し、図９は
鍵配送に伴う認証制御フローを示し、図１０は鍵格納領
域制御フローを示している。次に図６〜図１０により本
実施例における処理手順を詳細に説明する。

【００２９】（１）署名検証処理のためのカード側鍵管
理制御処理図６、図７において、カード１５はホスト１４からの割
り込みがあるかを判別し（ステップＳ１）、ホスト側か
らの割り込みがあると割り込みコマンドを解析する（ス
テップＳ２）。割り込みコマンドが署名要求処理でない
場合には、ステップＳ３から、後述する図８の秘匿通信
のためのカード側管理制御処理に行く。また、割り込み
コマンドが署名要求処理の場合には、転送されたファイ
ルＩＤと、鍵管理テーブル１５ｅに格納されたテーブル
ファイルＩＤをチェックする（ステップＳ４）。そし
て、鍵管理テーブル１５ｅに転送されたファイルＩＤが
無いため、転送されたファイルＩＤとテーブルファイル
ＩＤが一致しない場合には、ステップＳ５から図９の鍵
配送に伴う認証制御処理に行く。また、ファイルＩＤが
一致する場合には、ステップＳ５からステップＳ６に行
き、図１０に示す鍵格納行き制御処理を行う。すなわ
ち、ステップＳ６において、後述するように、鍵管理テ
ーブルに鍵を格納する空き領域があるか否かを判別し、
空き領域が無い場合には、ホストからの指示により、使
用頻度の低い鍵を自動的に削除するか、あるいは、端末
からマニアルで削除する。

【００３０】一方、前記したように、ホスト１４からデ
ータファイル装置１３に対してデータ配送要求が出され
ており、データファイル装置１３から配送されたデータ
がホスト１４経由でカード１５に送られてくるので、図
７のステップＳ７において、データファイル装置１３か
らのデータの署名検証処理を行う。すなわち、ステップ
Ｓ８において、データファイル装置１３から送られたデ
ータ転送が終了したか判別し、転送が終了していない場
合には、ステップＳ１２でタイマ時刻が規定をオーバし
ているか判別する。タイマ時刻が規定をオーバしていな
い場合にはステップＳ８に戻り、転送が終了するまで待
ち、また、タイマ時刻が規定をオーバするとステップＳ
１３に行き、ホスト１４に対してアラームを送り、強制
停止コマンドを送り、図７のスタートの次の手順に戻
る。

【００３１】データ転送がタイマ時刻の規定値をオーバ
することなく終了すると、ステップＳ９において転送デ
ータに付された認証子ＣＳ’とカード側における署名処
理結果である認証子ＣＳが一致しているか否かを判別す
る（前記図３参照）。そして、認証子ＣＳとＣＳ’が不
一致の場合には、ステップＳ１０で署名無効のメッセー
ジを暗号化しデータファイル装置１３に送り、また、認
証子ＣＳとＣＳ’が一致している場合には、ステップＳ
１１で署名有効のメッセージを暗号化しデータファイル
装置１３に送り、図７のスタートの次の手順に戻る。上
記メッセージの暗号化は前記したように、データファイ
ル装置１３から送られてきた乱数ｒ２と鍵を使用して行
われる。

【００３２】（２）秘匿通信のためのカード側鍵管理制
御処理図６のステップＳ３において、署名処理要求でないと判
別された場合には、秘匿通信のためのカード側鍵管理制
御処理を行うため図８のステップＴ１に行く。図８のス
テップＴ１において、秘匿通信要求であるかを判別し、
秘匿通信要求でない場合には、ステップＴ６でホスト１
４に対してエラー通知を行い、前記した図７のスタート
の次の手順に戻る。また、秘匿通信要求である場合に
は、ステップＴ２に行き、入力されたユーザＩＤの値
と、鍵管理テーブル１５ｄに格納されているユーザＩＤ
とをチェックする。

【００３３】そして、両ＩＤが一致すると、ステップＴ
４に行き、図１０に示す鍵格納行き制御処理を行い、ス
テップＴ７において、鍵管理テーブル１５ｄに格納され
ているユーザＩＤに対応する鍵を使って、秘匿通信処理
を行う（前記図４参照）。また、両ＩＤが一致しない場
合には、ステップＴ５に行き図１０に示す鍵格納領域制
御処理を行った後、ステップＴ８に行き、鍵管理サーバ
１１との交信処理を行い、秘匿通信処理へ進む。すなわ
ち、前記したように鍵管理サーバ１１からの署名鍵の配
送を受け、該署名鍵を用いて秘匿通信処理を行う。ステ
ップＴ９において、上記通信が終了するまで待ち、通信
が終了すると、前記図６のスタートの次のステップに戻
る。

【００３４】（３）鍵配送に伴う認証制御処理図６のステップＳ５において、転送されたファイルＩＤ
とテーブルファイルＩＤが一致しない場合には、鍵配送
に伴う認証制御処理を行うため、図９のステップＲ１に
行く。図９のステップＲ１において、ホスト１４に対し
て鍵管理サーバ１１へのアクセスを要求し、ホスト１４
からの割り込みを待つ（ステップＲ２）。ホスト１４か
ら割り込みがあると、ステップＲ３においてホスト側か
らの割り込みコマンドを解析し、ステップＲ４において
認証要求かを判別する。認証要求でない場合には、ステ
ップＲ６に行き、ホスト１４に対してエラーコマンドを
送り、ステップＲ１に戻る。また、割り込みコマンドが
認証要求の場合には、ステップＲ５で、前記図１２で説
明したように、鍵管理サーバ１１から送られてきた乱数
ｒ１をカード個個別鍵Ｋ１で暗号化し、ホスト１４に送
る。

【００３５】ホスト１４は上記乱数ｒ１を鍵管理サーバ
１１に送り、鍵管理サーバ１１において配送した乱数ｒ
１が返送されてきたかを確認したのち、鍵管理サーバ１
１は前記したように、個別鍵ＫＦ１をホスト１１を経由
してカード側に配送する。カード側では、ステップＲ７
において、ホスト１４側からの割り込みを待ち、ホスト
側から割り込みがあると、ステップＲ８において割り込
みコマンドを解析する。そして、割り込みコマンドが鍵
格納要求でない場合には、ステップＲ７に戻りホストか
らの割り込みを待つ。また、割り込みコマンドが鍵格納
要求の場合には、ステップＲ９からステップＲ１０に行
き、図１０に示す鍵格納行き制御処理を行う。ついで、
ステップＲ１１において、鍵管理サーバ１１から送られ
てきた暗号化署名鍵を復号化し、鍵を鍵管理テーブル１
５ｄ／１５ｅに格納して、ホスト１４に確認信号ＡＣＫ
を返送して、図７のステップＳ８に行く。

【００３６】（４）鍵格納領域制御処理図６のステップＳ６、図８のステップＴ４，Ｔ５、図９
のステップＲ１０においては図１０に示す鍵格納領域制
御処理が行われる。図１０のステップＱ１において、鍵
管理テーブル１５ｄ，１５ｅに鍵を格納する空き領域が
存在するかを判別し、格納する領域が存在する場合に
は、処理を終了する。また、空き領域が無い場合には、
ステップＱ２において、ホスト１４に対して鍵管理テー
ブルが満杯であることを指示する。更に、自動更新か、
マニアル更新かをホスト１１に表示する。

【００３７】そして、ホストからの指示が自動更新の場
合には、ステップＱ３からステップＱ６に行き、鍵管理
テーブル１５ｄ，１５ｅの各鍵の使用頻度を参照して、
使用頻度の低い鍵、およびこれに対応するＩＤを鍵管理
テーブルから１組又はユーザが指示する数だけ削除す
る。また、ホストからの指示が自動更新でない場合に
は、ステップＱ３からステップＱ４に行き、ホスト１４
または専用端末上に鍵管理テーブル内容を表示する。な
お、その際、鍵データは全てカードの鍵で暗号化されて
おり、オペレータが鍵を知ることはできない。ついで、
ステップＱ５において、ホスト又は専用端末上のキーボ
ードを使って鍵管理テーブルの内容を削除し終了する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ユーザ側のセキュリティ・モジュール内に秘匿、認
証、署名等に必要な鍵管理テーブルを持たせ、このテー
ブルと鍵配送プロトコルを連携しているので、鍵配送の
プロトコルを減少させ回線の輻輳状態を緩和することが
できる。また、目的とする鍵を外部から補充する際、鍵
管理テーブルに空き領域がない場合、優先度の低い鍵を
消去して新たな鍵を蓄積しているので、常に優先度の高
い鍵をカードの鍵管理テーブル内に蓄積しておくことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の実施例のセキュリティ・モジュールの
構成を示す図である。

【図３】本発明の実施例における署名生成、署名検証処
理を説明する図である。

【図４】本発明の実施例におけるデータ秘匿処理を説明
する図である。

【図５】本発明においてデータを引出し署名検証を行う
手順を示す図である。

【図６】署名検証処理のためのカード側鍵管理フローを
示す図である。

【図７】署名検証処理のためのカード側鍵管理フローを
示す図（続き）である。

【図８】秘匿通信のたのカード側鍵管理制御フローを示
す図である。

【図９】鍵配送に伴う認証制御フローを示す図である。

【図１０】鍵格納領域制御フローを示す図である。

【図１１】データ暗号化及び署名用鍵蓄積システムの構
成を示す図である。

【図１２】従来技術においてデータを引き出し署名検証
を行う手順を示す図である。

【符号の説明】

１鍵管理手段２データをデータファイル３ワークステーション４カード１１鍵管理サーバ１１ａユーザプロファイル１１ｂログファイル１１ｃ暗号化処理ユニット１２データ生成装置１３データファイル装置１４ワークステーション（ホスト）１５セキュリティ・モジュール（カード）１５ａプロセッサ１５ｂバス１５ｃＩＯポート１５ｄ第１の鍵管理テーブル１５ｅ第２の鍵管理テーブル１５ｆ署名処理部１５ｇ暗号化処理部１６コネクタ装置１７表示装置１１３，１２１，１５１，１５７排他的論理和回路１１１，１２３，１５２鍵１１２，１２２，１５３暗号化回路１５４セレクタ１５５比較器１５６遅延回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｌ 9/32 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６０１Ｅ６７５Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】暗号化処理および署名処理を行うととも
に、鍵の管理を行う鍵管理手段と、データを蓄積するデータファイルと、上記鍵管理手段、およびデータファイルと回線を介して
接続されたワークステーションと、上記ワークステーションを介して鍵管理手段およデータ
ファイルと接続され、署名生成および署名検証機能と暗
号化処理機能を具備したセキュリティ・モジュールから
構成されるシステムであって、上記セキュリティ・モジュールは複数のユーザ、ファイ
ル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を格納
する鍵管理テーブルを備え、上記セキュリティ・モジュールは、上記鍵管理テーブル
に格納された鍵により署名処理を行い、鍵が上記鍵管理
テーブルに格納されていないとき、上記鍵管理手段から
配送される鍵を上記鍵管理テーブルに補充蓄積すること
を特徴とするデータ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積システ
ム。
【請求項２】暗号化処理および署名処理を行うととも
に、鍵の管理を行う鍵管理手段と、データを蓄積するデータファイルと、上記鍵管理手段、およびデータファイルと回線を介して
接続されたワークステーションと、上記ワークステーションを介して鍵管理手段およデータ
ファイルと接続され、署名生成および署名検証機能と暗
号化処理機能を具備したセキュリティ・モジュールから
構成されるシステムであって、上記セキュリティ・モジュールは複数のユーザ、ファイ
ル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を格納
する鍵管理テーブルを備え、上記セキュリティ・モジュールは、秘匿通信要求があっ
たとき、上記鍵管理テーブルに格納された鍵を用いて秘
匿通信処理を行い、鍵が上記鍵管理テーブルに格納され
ていないとき、上記鍵管理手段から配送される鍵を上記
鍵管理テーブルに補充蓄積することを特徴とするデータ
秘匿及びデータ署名用鍵蓄積システム。
【請求項３】署名生成および署名検証機能と暗号化処
理機能を具備したセキュリティ・モジュールであって、上記セキュリティ・モジュールは複数のユーザ、ファイ
ル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を格納
する鍵管理テーブルを備え、上記鍵管理テーブルに格納された鍵により署名処理を行
うことを特徴とするデータ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積
機能を備えたセキュリティ・モジュール。
【請求項４】署名生成および署名検証機能と暗号化処
理機能を具備したセキュリティ・モジュールであって、上記セキュリティ・モジュールは複数のユーザ、ファイ
ル等を特定するためのＩＤと該ＩＤに対応する鍵を格納
する鍵管理テーブルを備え、上記鍵管理テーブルに格納された鍵を用いて秘匿通信処
理を行うことを特徴とするデータ秘匿及びデータ署名用
鍵蓄積機能を備えたセキュリティ・モジュール。
【請求項５】目的とする鍵が上記鍵管理テーブルに格
納されているか否かを確認し、目的とする鍵が鍵管理テ
ーブルに格納されていないとき、目的とする鍵を外部か
ら補充して上記鍵管理テーブルに蓄積する手段を備えた
ことを特徴とする請求項３または請求項４のデータ秘匿
及びデータ署名用鍵蓄積機能を備えたセキュリティ・モ
ジュール。
【請求項６】鍵管理テーブルに鍵を蓄積する際、鍵管
理テーブルに空き領域があるかを確認し、空き領域がな
い場合、優先度の低い鍵を消去して空き領域を生成し、
生成された空き領域に新たな鍵を蓄積することを特徴と
する請求項５のデータ秘匿及びデータ署名用鍵蓄積機能
を備えたセキュリティ・モジュール。