JPH11316543A

JPH11316543A - カ―ドデ―タ認証システム

Info

Publication number: JPH11316543A
Application number: JP11035003A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tatebayashi; 誠館林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の端末のいずれかによりＩＣカード内デ
ータの読み書きを行うカードデータ認証システムであっ
て、ある端末が侵入された場合の影響が小さいものを提
供する。【解決手段】管理センタ１０１０は、各端末用の署名
鍵と検証鍵との組を公開鍵署名方法に基づき各端末毎に
異なるように作成して、各端末に当該端末用の前記署名
鍵と全ての端末用の検証鍵を配布する。データ端末１２
００ａは、平文データに対して、前記管理センタにより
配布された署名鍵を用いてディジタル署名データを作成
し、当該ディジタル署名データをＩＣカード１３００に
書き込む。データ端末１２００ｂは、ＩＣカード１３０
０からディジタル署名データを読み出し、読み出したデ
ータと、検証鍵格納部１２１３に記憶している管理セン
タ１０１０から配布された検証鍵を用いて、ＩＣカード
から読み出したデータの正当性を認証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣカードに格納
されるデータの正当性を認証する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信路を介してデータの流通を行
うデータ通信システムにおいて、通信するデータの正当
性を認証するためにディジタル署名が用いられている。
ここで、認証とは、データの正当性の確認、即ちデータ
の出所の正しさと通信データ内容の改ざんの有無とを確
認することをいう。

【０００３】ところで、可搬性のある記録媒体を介して
データが流通される場合においてもデータの正当性を認
証する技術は必要とされる。以下、記録媒体に書き込ま
れたデータの正当性を認証するための媒体データ認証シ
ステムについての通常考えられる実施形態を説明する。＜媒体データ認証システムの構成、動作＞図６は、通常
考えられる媒体データ認証システム（以下、媒体データ
認証システムという。）の機器構成を示す図である。

【０００４】同図に示すように、媒体データ認証システ
ム１００は、１つの管理センタ１０と、約１００台のデ
ータ端末２０ａ〜２０ｎと、記録媒体３０から構成され
る。同図中では記録媒体は１つしか示していないが複数
存在し得る。管理センタ１０は、データ認証に用いるた
めの署名鍵および検証鍵を管理するものであり、予め定
められた秘密鍵暗号を用いたデータ認証方法に基づきデ
ータ端末毎に異なる署名鍵と検証鍵を作成して、各デー
タ端末に対し当該端末の署名鍵と全てのデータ端末の検
証鍵を秘密にして配布する。

【０００５】データ端末２０ａ〜２０ｎはいずれも、管
理センタ１０から配布された当該端末の署名鍵と全ての
データ端末の検証鍵とを秘密を保つように格納するメモ
リと、ＣＰＵ等を備えるデータ端末であり、記録媒体に
データを書き込む機能と、記録媒体からデータを読み出
す機能を有する。各データ端末は、記録媒体にデータを
書き込む際には、そのデータと端末ＩＤとを合わせたも
のに対して当該端末の署名鍵を用いて秘密鍵暗号アルゴ
リズムによりディジタル署名データである認証子を生成
し、端末ＩＤとデータと認証子とを共に記録媒体に書き
込む。各データ端末が記録媒体に書き込むデータは、例
えば、金額情報等である。

【０００６】また、各データ端末は、記録媒体からデー
タを読み出す際には、読み出したそのデータと認証子と
端末ＩＤとを用いてデータの正当性を認証する。この認
証方法については後述する。記録媒体３０は、例えば、
フレキシブルディスク等のデータを記録可能な可搬性の
ある媒体であり、いずれかのデータ端末によりデータを
書き込まれた後に、人に携帯されて移動し、移動先のい
ずれかのデータ端末によりデータを読み出される。＜秘密鍵暗号アルゴリズム利用のデータ認証方法＞秘密
鍵暗号アルゴリズムとしては、例えばＩＳＯ／ＩＥＣに
登録されているＤＥＡアルゴリズムが用いられる。ＤＥ
Ａアルゴリズム（ＤＥＳ暗号）については、「現代暗
号」（岡本龍明、山本博資著、産業図書刊、１９９７発
行）の第６章に述べられている。

【０００７】認証子作成は次のように行う。即ち、６４
ビットの平文Ｐと５６ビットの暗号鍵データＳを入力と
し、暗号変換Ｅを行って６４ビットの暗号文Ｃを作成
し、これを認証子としてもとの平文に付加するアルゴリ
ズムである。このことをＣ＝Ｅ（Ｓ，Ｐ）と表す。ま
た、認証子の検証は次のように行う。読みだしたもとの
平文Ｐに対し検証鍵Ｖを用いて暗号変換Ｅを行って６４
ビットの暗号文を作成し、これと読み出した認証子Ｃを
比較する。この結果が一致すれば、またそのときにの
み、もとの平文が正当であると判断する。

【０００８】従って、上述した各データ端末２０ａ〜２
０ｎは、記録媒体３０からデータを読み出す際に、記録
媒体に格納されている端末ＩＤを読み取り、メモリに記
憶している当該端末ＩＤに対応する検証鍵を用いて、読
み出した端末ＩＤ及びデータに対して秘密鍵暗号アルゴ
リズムにより暗号変換を行い、その結果生成された暗号
文を、読み出した認証子と比較することにより記録媒体
に格納されていたデータの正当性を認証する。

【０００９】なお、認証の方法については前述の「現代
暗号」の第１０章に述べられている。＜セキュリティ機能＞上述のような媒体データ認証シス
テムは、記録媒体に記録されているデータに対して次の
ような改変防止機能がある。

【００１０】＜記録媒体内データの改ざんに対するセキ
ュリティ機能＞悪意ある不正者により記録媒体に記録さ
れている金額等のデータが改ざんされる可能性がある。
しかし、上述の媒体データ認証システムによれば、記録
媒体中には金額等のデータに加えて認証子が付加されて
おり、その認証子は、データ端末毎に異なるものであり
かつデータ端末に秘密に格納されているものである署名
鍵によってのみ作成できるものであり、その署名鍵は不
正者には入手できない。従って、データ端末が記録媒体
からデータを読み出す際に、認証によって、データが不
正に改ざんされていることを検出することができ、取り
引き等を中断することにより被害を防止することができ
る。

【００１１】＜記録媒体内データの不正コピーに対する
セキュリティ機能＞悪意ある不正者により記録媒体に記
録されている金額等のデータのコピーが作られる可能性
もある。しかし、上述の媒体データ認証システムにおい
て、例えば、記録媒体中のユーザが書き換えできない領
域に媒体固有番号が記録されているような記録媒体を用
いることとすれば、データ端末はその媒体固有番号を含
めたデータを対象として認証子を作成することができ、
これによれば金額等のデータに付加される認証子は記録
媒体に固有なデータとなるために、不正コピーが行われ
たしても、データ端末が記録媒体からデータを読み出す
際に、媒体固有番号を参照して認証子の検査をして認証
を行うことにより、不正なデータであることが検出で
き、取り引き等を中断することにより被害を防止するこ
とができる。＜利点及び問題点＞仮に、データ端末が秘密に保有する
秘密の署名鍵が個々の端末毎に異なるものではなく、全
て同一のものであるとすると、いずれかのデータ端末が
悪意ある者により不正に侵入され、そこに秘密に格納さ
れている署名鍵が暴露されたとすれば、その影響は全端
末に及ぶ。なぜなら、暴露された署名鍵により、金額等
のデータに対する署名の偽造が可能となるからである。
また、共通の署名鍵が暴露されたときに全端末の署名鍵
を交換するには多大な経費が必要となる。

【００１２】しかし、上述の媒体データ認証システム
は、データ端末が秘密に保有する署名鍵は、個々のデー
タ端末毎に異なるものとしているので上記問題が生じな
い。上述の媒体データ認証システムでは、各データ端末
毎に署名鍵を異なるものとしているため、この署名鍵を
用いて作成された認証子を検証するために、各データ端
末は、全てのデータ端末の署名鍵に対応する検証鍵を保
有することとしているのである。これにより、いずれか
のデータ端末で書き込まれたデータを他のいずれかのデ
ータ端末で読み出す際に認証することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た媒体データ認証システムにも以下のような問題点があ
る。各データ端末が全てのデータ端末の署名鍵に対応す
る検証鍵を保有しているため、一つのデータ端末が侵入
されると全てのデータ端末用の検証鍵が暴露されること
になる。この場合、秘密鍵暗号アルゴリズムを利用した
認証方法を用いているために、検証鍵と署名鍵は同一で
あり、検証鍵が暴露されることにより任意の金額等のデ
ータに対する署名の偽造が可能となるという問題が生じ
る。

【００１４】これに対して、例えば、各データ端末に全
てのデータ端末用の検証鍵を備えるかわりに管理センタ
に全てのデータ端末の検証鍵を保管し、通信回線を用い
て、各データ端末の要求に応じて必要な検証鍵を配信す
る構成の媒体データ認証システムも考えられるが、この
場合、各データ端末による記録媒体中の金額等のデータ
を読み出しの都度、認証のために、通信回線と管理セン
タの利用が必要となるという問題が生じる。なお、近
年、携帯可能で半導体メモリによってデータの記録、更
新が可能であり、かつ半導体回路で実現される書き換え
不可のメモリや、接続する機器から特定の方法によって
のみデータの記録、更新が可能となる機能や、接続する
機器の正当性を判断する機能や、暗号又は署名機能等の
セキュリティ機能を備えた記録媒体であるＩＣカード
が、紙幣の代用手段等として注目されている。ＩＣカー
ドには半導体回路で実現されるマイクロプロセッサを含
むものと含まないものに大別される。前者は、外部に接
続される機器の正当性を判断する機能や、暗号又は署名
機能を実現することができるが回路規模が大きくなり高
価であるという欠点がある。一方、後者は書き換え不可
のメモリを備えるための回路しか備えず安価に実現でき
る。従って、上述の問題を解決した、最小限の回路規模
のＩＣカードのデータ認証システムを実現することの必
要性は高い。

【００１５】そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであり、データを記録可能なＩＣカードに
対して、複数のデータ端末のいずれかによりデータの認
証を伴うデータの読み書きを行うカードデータ認証シス
テムであって、データ端末におけるＩＣカードのデータ
の認証の度に管理センタ等と通信する必要がなく、ま
た、あるデータ端末が侵入された場合の影響（例えば、
侵入されたデータ端末の内部に記録されている認証用の
秘密データが暴露された場合の影響）が最小限にとどま
るようなカードデータ認証システムを提供することを第
１の目的とする。

【００１６】また、本発明は、前記目的を達成するカー
ドデータ認証システムの構成要素として利用できるデー
タ端末装置を提供することを第２の目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るカードデータ認証システムは、複数の書込データ端末
装置のいずれかによりＩＣカードに書き込まれたデータ
の正当性を、読出データ端末装置が認証するカードデー
タ認証システムであって、各書込データ端末装置用の署
名鍵とこれに対応する検証鍵との組を公開鍵署名方法に
基づき書込データ端末装置毎に作成して、署名鍵を該当
書込データ端末装置に配布し、検証鍵を読出データ端末
装置が入手し得るように提供する管理装置と、各書込デ
ータ端末装置は、平文データに対して、前記管理装置に
より配布された前記署名鍵を用いてディジタル署名デー
タを作成し、当該ディジタル署名データをＩＣカードに
書き込む複数の書込データ端末装置と、書込データ端末
装置により前記ディジタル署名データが書き込まれたＩ
Ｃカードから、当該ディジタル署名データを読み出し
て、当該書込データ端末装置用の署名鍵に対応する検証
鍵を用いて、前記認証を行う読出データ端末装置とを備
えることを特徴とする。

【００１８】これにより、本発明に係るカードデータ認
証システムにおいては、公開鍵署名方法（公開鍵署名ア
ルゴリズム）を用いるため、ＩＣカード内の書き込むデ
ータにディジタル署名を施すために書込機能をもつデー
タ端末装置が秘密に保有する署名鍵と、読出機能をもつ
データ端末装置が認証のために用いる検証鍵とが異なる
ものとなり、検証鍵から署名鍵の導出は困難であるた
め、読出側のデータ端末装置が不正に侵入される等によ
り読出側でＩＣカード内データの認証のために用いる検
証鍵が暴露されても、不正な署名がなされることはな
い。従って、書込機能をもつ各データ端末装置毎に署名
鍵が異なることとした場合に、これらに対応するため読
出側のデータ端末装置には全ての署名鍵に対応する検証
鍵を格納していたとしたときでも、その読出側のデータ
端末装置への不正な侵入によっては、不正な署名が行え
ないため、カードデータ認証システムにおけるＩＣカー
ドデータの認証についての安全性は確保される。

【００１９】また、上記第２の目的を達成する本発明に
係る読出データ端末装置は、書込データ端末装置によ
り、平文データと、平文データに対して署名鍵を用いて
作成されたディジタル署名データとが書き込まれている
ＩＣカードから、平文データを読み出して当該平文デー
タの正当性を認証する読出データ端末装置であって、自
装置外部において前記署名鍵に対応して公開鍵署名方式
により作成された検証鍵を、格納するメモリである検証
鍵格納手段と、前記ＩＣカードから前記平文データ及び
前記ディジタル署名データを読み出す読出手段と、前記
読出手段により読み出された前記平文データ及び前記デ
ィジタル署名データと前記検証鍵とを用いて前記平文デ
ータの正当性を認証する認証手段とを備えることを特徴
とする。

【００２０】これにより、本発明に係る読出データ端末
装置は、公開鍵署名方法（公開鍵署名アルゴリズム）に
より作成された署名鍵と検証鍵との組のうちの検証鍵の
配布を受け、ＩＣカードからデータを読み出す際に管理
装置から配布されたその検証鍵を用いて認証を行うこと
ができ、その検証鍵が不正に抽出された場合であって
も、公開鍵署名方法を用いているために、検証鍵から署
名鍵の導出が困難であり、不正に署名が実行されること
が防止される。

【００２１】また、上記第２の目的を達成する本発明に
係る書込データ端末装置は、自装置がＩＣカードに記録
した平文データについて、他装置が認証を行うことを可
能にするために、ＩＣカードに平文データとともにディ
ジタル署名データを書き込む書込データ端末装置であっ
て、自装置外部において公開鍵署名方式により作成され
た署名鍵を、格納するメモリである署名鍵格納手段と、
前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段
に格納されている署名鍵を用いて前記ディジタル署名デ
ータを作成するディジタル署名データ作成手段と、書込
データ格納手段に格納されている前記平文データと、前
記ディジタル署名データ作成手段により作成された前記
ディジタル署名データとを、ＩＣカードに書き込む書込
手段とを備えることを特徴とする。

【００２２】これにより、本発明に係る書込データ端末
装置は、公開鍵署名方法（公開鍵署名アルゴリズム）に
より作成された署名鍵の配布を受け、ＩＣカードにデー
タを書き込む際にその署名鍵を用いてディジタル署名を
行ってそのディジタル署名データをもＩＣカードに書き
込むので、このＩＣカードからデータを読み出すための
読出データ端末装置は、前記署名鍵に対応する検証鍵を
持っていればＩＣカード内データの認証が可能となる。
従って、読出データ端末装置は検証鍵を持つこととなる
が、この場合に、読出データ端末装置から検証鍵が不正
に抽出されたとしても、公開鍵署名方法を用いているた
めに、検証鍵から署名鍵の導出が困難であり、不正に署
名が実行されることが防止される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。＜実施の形態１＞以下、本発明の実施の形態１に係るカ
ードデータ認証システムについて、図１及び図２を用い
て説明する。

【００２４】＜構成＞図１は、本発明の実施の形態１に
係るカードデータ認証システム１０００の構成図であ
る。カードデータ認証システム１０００は、１つの管理
センタ１０１０と、データ端末１２００ａ、データ端末
１２００ｂ等の約１００台のデータ端末と、ＩＣカード
１３００から構成される。同図は、データ端末１２００
ａがＩＣカード１３００にデータを書き込み、データ端
末１２００ｂがＩＣカード１３００からデータを読み出
す様子を示している。なお、同図中ではデータ端末は２
台しか示していないが、約１００台が各地に存在するも
のとし、また、同図中ではＩＣカードは１つしか示して
いないが複数存在し得る。

【００２５】このカードデータ認証システムは、例え
ば、ＰＯＳシステムの一部に位置づけられ、各データ端
末を各地に存在する各店舗に設置し、客が金銭の代わり
に各店舗において物品等を購入する際にＩＣカード利用
できるようにしたものである。ＩＣカードは客により各
店舗間を移動し得るものであり、各店舗に設置された各
データ端末は、客の所持するＩＣカード内の金額情報等
を参照又は更新するものである。

【００２６】＜管理センタ＞管理センタ１０１０は、高
度のセキュリティ機構を有し、データ認証に用いるため
の署名鍵および検証鍵を管理するセンタであり、コンピ
ュータ等で構成され、鍵作成部１０１１と鍵配布部１０
１２とを備える。鍵作成部１０１１は、予め定められた
公開鍵署名アルゴリズムに基づきデータ端末毎に異なる
署名鍵と検証鍵を作成するものである。同図中、｛Ｔｉ
｜｜Ｓｉ｝、｛Ｔｉ｜｜Ｖｉ｝と示しているのは、デー
タ端末Ｔｉ毎に署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉを作成している
ことを意味する。ここでデータ端末Ｔｉとは、端末ＩＤ
がＴｉであるデータ端末をいう。なお、公開鍵署名アル
ゴリズムについては後述する。

【００２７】また、鍵配布部１０１２は、各データ端末
Ｔｉに対して、署名鍵Ｓｉと全てのデータ端末の検証鍵
｛Ｖｉ｝を秘密の通信路等を介して配布するものであ
る。なお、検証鍵については、端末ＩＤであるＴｉと対
にして配布する。また、ここで、秘密の通信路とは、そ
の通信路を通じて配布するデータが、第三者に盗聴、改
ざんされない通信路をいう。

【００２８】＜データ端末＞データ端末１２００ａは、
ハードウェア的にはＩＣカード入出力装置、メモリ及び
ＣＰＵを備え、機能的にはデータ読出部１２１０ａとデ
ータ書込部１２２０ａとを備える。同様にデータ端末１
２００ｂは、データ読出部１２１０ｂとデータ書込部１
２２０ｂとを備える。各データ端末は、管理センタから
配布され保持している署名鍵を除いてはいずれも同等の
構成である。

【００２９】データ書込部１２２０ａは、書込データ格
納部１２２１、署名鍵格納部１２２２、認証子作成部１
２２３及び書込Ｉ／Ｆ部１２２４を有する。ここで、書
込データ格納部１２２１は、ＩＣカードに書き込むべき
金額情報等のデータとデータ端末の端末ＩＤとを格納し
たメモリ領域である。なお、端末ＩＤは各データ端末毎
に異なる値をもち、金額情報等のデータと端末ＩＤとを
合わせても１０２４ビット以下で表せるものとする。

【００３０】署名鍵格納部１２２２は、管理センタ１０
１０から配布された公開鍵署名アルゴリズムの署名鍵Ｓ
ｉを格納したメモリ領域である。認証子作成部１２２３
は、書込データ格納部１２２１に格納されているＩＣカ
ードに書き込むべきデータに対して、署名鍵格納部１２
２２に格納されている署名鍵Ｓｉを用いて公開鍵署名ア
ルゴリズムにより認証子を作成するものである。

【００３１】また、書込Ｉ／Ｆ部１２２４は、書込デー
タ格納部１２２１に格納されているデータと、認証子作
成部１２２３により作成された認証子とをＩＣカード１
３００に書き込むインタフェース部分である。一方、デ
ータ読出部１２１０ｂは、読出Ｉ／Ｆ部１２１１、読出
データ格納部１２１２、検証鍵格納部１２１３及び検証
部１２１４を有する。

【００３２】ここで、読出Ｉ／Ｆ部１２１１は、ＩＣカ
ード１３００からデータを読み出し検証部１２１４に与
えるインタフェース部分であり、読出データ格納部１２
１２は、ＩＣカードから読み出したデータの正当性の認
証が成功した場合に、データを格納するためのメモリ領
域である。検証鍵格納部１２１３は、管理センタ１０１
０から配布された、全てのデータ端末の、公開鍵署名ア
ルゴリズムの検証鍵｛Ｖｉ｝を格納するメモリ領域であ
る。

【００３３】また、検証部１２１４は、読出Ｉ／Ｆ部１
２１１によりＩＣカードから読み出されたデータを検証
するものである。＜ＩＣカード＞ＩＣカード１３００は、携帯可能な名刺
大のプラスチック製カードに通信部１３１１とデータメ
モリ１３１２からなる半導体チップ１３１０が一体化さ
れたものである。

【００３４】データメモリ１３１２は、データ端末によ
り書き込まれるデータを格納するメモリであり、通信部
１３１１は、データメモリ１３１２のアクセス制御を行
いデータ端末とのデータ交換を行うアクティブ素子であ
る。従って、データ端末の書込Ｉ／Ｆ部１２２４による
データメモリ１３１２へのデータの書き込みや、データ
端末の読出Ｉ／Ｆ部１２１１によるデータメモリ１３１
２からのデータの読み出しは、ＩＣカード１３００の通
信部１３１１を介して行われる。

【００３５】＜公開鍵署名アルゴリズム利用の認証方法
＞公開鍵署名アルゴリズムとしては、例えばＲＳＡ署名
アルゴリズムが用いられる。ＲＳＡ署名方法については
前述の「現代暗号」（岡本龍明、山本博資著）の第１１
章に述べられている。＜鍵生成＞ＲＳＡ署名アルゴリズムによる鍵の生成につ
いて説明する。

【００３６】まず、ｎ＝ｐｑを満たす素数ｐ、ｑを生成
し、Ｌ＝ＬＣＭ（ｐ−１，ｑ−１）を計算する。ここ
で、ｎの大きさは１０２４ビットであり、ＬＣＭとは最
少公倍数である。計算により求めたＬと互いに素である
数ｅｉを選び、ｅｉ・ｄｉ＝１（ｍｏｄＬ）なる数ｄ
ｉを求める。こうして得られるｄｉが署名鍵となり、ｅ
ｉが検証鍵となる。なお、署名鍵ｄｉは検証鍵ｅｉはと
もに１０２４ビットであり、上述の説明における署名鍵
Ｓｉ、検証鍵Ｖｉに相当する。

【００３７】＜認証子作成＞データ端末１２００ａのデ
ータ書込部において、被署名データｍに対して、次のよ
うに認証子Ｘｉを計算する。なお、被署名データｍには
データ端末の端末ＩＤであるＴｉが含まれる。Ｘｉ＝ｍ^di（ｍｏｄｎ）＜ＩＣカードへの格納データ＞データ端末１２００ａの
データ書込部は、被署名データｍと認証子ＸｉとをＩＣ
カードに格納する。

【００３８】＜認証子の検証＞データ端末１２００ｂに
おいて、ＩＣカードからｍとＸｉとを読み出す。次に、
ｍからデータを書き込んだデータ端末の端末ＩＤである
Ｔｉを抽出する。次に、検証鍵格納部において、端末Ｉ
ＤがＴｉであるデータ端末に対応する検証鍵ｅｉを取り
出し、認証子Ｘｉに対して以下の計算を行う。ここでの
計算はｍｏｄｎにおけるものである。

【００３９】Ｙ＝Ｘｉ^ei＝（ｍ^di）^ei＝ｍ^(di・ei)＝ｍこの結果であるＹをＩＣカードから読み出したｍと比較
し、両者が一致すればこのデータを正当性のあるものと
認証して利用する。＜動作＞上述した公開鍵署名アルゴリズム利用の認証方
法を用いるカードデータ認証システム１０００の動作
は、以下のようになる。

【００４０】＜管理センタによる鍵の作成及び配布＞管
理センタ１０１０は、鍵作成部１０１１により、上述し
たような予め定められた公開鍵署名アルゴリズムに基づ
きデータ端末Ｔｉ毎に異なる署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉと
を作成し、鍵配布部１０１２により各データ端末Ｔｉに
対し、そのデータ端末用の署名鍵Ｓｉと全てのデータ端
末用の検証鍵｛Ｖｉ｝を密かに１度配布する。

【００４１】＜データ端末によるＩＣカードへの書き込
み動作＞データ端末１２００ａは、ＩＣカード１３００
に対して金額情報等のデータを書き込む必要が生じたと
きに、書込データ格納部１２２１にその金額情報等のデ
ータと端末ＩＤとを格納し、データ書込部１２２０ａに
ＩＣカード１３００にデータを書き込むよう指示する。

【００４２】これを受けてデータ書込部１２２０ａは、
認証子作成部１２２３により、書込データ格納部１２２
１に格納されている金額情報等のデータと端末ＩＤとに
対して、署名鍵格納部１２２２に格納されている署名鍵
Ｓｉを用いて公開鍵署名アルゴリズムにより認証子Ｘｉ
を作成した後、書込Ｉ／Ｆ部１２２４により、金額情報
等のデータと端末ＩＤと認証子ＸｉとをＩＣカード１３
００に書き込む。

【００４３】なお、金額情報等のデータ、端末ＩＤ、認
証子等は、各データ端末が共通に認識し得るように予め
定めてあるデータ構造フォーマットに従って、ＩＣカー
ド内に配置される。＜データ端末によるＩＣカードからの読み込み動作＞デ
ータ端末１２００ｂは、ＩＣカード１３００からデータ
を読み出す必要が生じたときに、データ読出部１２１０
ｂにＩＣカード１３００からデータを読み出すよう指示
する。

【００４４】これを受けてデータ読出部１２１０ｂは、
まず、読出Ｉ／Ｆ部１２１１により、ＩＣカードから端
末ＩＤと金額情報等のデータと認証子とを読み出して検
証部１２１４に与える。検証部１２１４は、端末ＩＤに
対応する検証鍵を検証鍵格納部１２１３から取り出し
て、これを用いて公開鍵署名アルゴリズムの認証子の検
証方法に従って、ＩＣカードから読み出したデータの正
当性を検証し、正当である場合には、読出データ格納部
１２１２に金額情報等のデータを格納する。

【００４５】図２に、検証部１２１４による認証手順を
示す。検証部１２１４の処理手順をまとめると次のよう
になる。第１に、ＩＣカードから読み出された端末ＩＤ
であるＴｉを参照して、検証鍵Ｖｉを特定して検証鍵格
納部１２１３から取り出す。第２に、ＩＣカードから読
み出された認証子Ｘｉに対して、検証鍵Ｖｉを用いて、
公開鍵署名アルゴリズムによる計算を行い平文Ｙを求め
る。即ち、Ｙ＝Ｘｉ ^Vi（ｍｏｄｎ）を求める。

【００４６】第３に、平文Ｙと、ＩＣカードから読み出
されたＴｉと金額情報等のデータ（Ｄａｔａ）とからな
るもとの平文ｍとを比較し、両者が一致すれば、ｍの正
当性が認証できたとして、Ｄａｔａを読出データ格納部
１２１２に格納する。検証部１２１４により正当性の認
証がなされた後、データ端末１２００ｂは、読出データ
格納部１２１２の内容である金額情報等のデータを利用
することができる。

【００４７】＜セキュリティ機能＞上述したカードデー
タ認証システム１０００においては、ＩＣカードに記録
されるデータに公開鍵暗号方式を用いたディジタル署名
が付加されているため、データが改変された場合にこれ
を検出することができ、取り引きを中断することにより
被害を防止することができる。

【００４８】また、ＩＣカード中のユーザが書き換えで
きない領域にカード固有番号が記録されており、認証子
作成部１２２３は、書き込むべきデータに加えてこのカ
ード固有番号を含めたデータに対して認証子を作成する
こととしてもよく、これによればカードデータの不正コ
ピーがおこなわれたとしても、検証部１２１４によるデ
ータ認証において不正な取り引きが行われていることを
検出できるため、取り引きを中断して被害を未然に防ぐ
ことができる。

【００４９】＜考察＞上述したカードデータ認証システ
ム１０００においては、データ端末が秘密に保有する署
名鍵が端末毎に異なるために、たとえいずれかのデータ
端末が侵入され、そこに秘密に格納されている署名鍵が
暴露されたとしても、その影響は全端末に及ぶことがな
い。また、仮に一つのデータ端末が侵入されて署名鍵が
暴露されたとしてもその署名鍵を交換することは比較的
容易である。

【００５０】また、カードデータ認証システム１０００
においては、データ端末が秘密に保有する署名鍵を端末
毎に異ならせることに対応して、各データ端末は全ての
データ端末の検証鍵を備えているが、検証鍵から署名鍵
を導出することが困難であるという公開鍵署名方式の特
性により、たとえ一つのデータ端末が侵入されたとして
も、このことによって全データ端末の署名鍵が暴露され
ることにはならない。従って、任意のデータ端末の署名
鍵を不正に導出してデータの署名の偽造が行われるよう
なことはない。＜実施の形態２＞以下、本発明の実施の形態２に係るカ
ードデータ認証システムについて、図３及び図４を用い
て説明する。

【００５１】＜構成＞図３は、本発明の実施の形態２に
係るカードデータ認証システム２０００の構成図であ
る。カードデータ認証システム２０００は、１つの管理
センタ２０１０と、データ端末２２００ａ、データ端末
２２００ｂ等の約１００台のデータ端末と、ＩＣカード
２３００から構成される。同図は、データ端末２２００
ａがＩＣカード２３００にデータを書き込み、データ端
末２２００ｂがＩＣカード２３００からデータを読み出
す様子を示している。なお、同図中ではデータ端末は２
台しか示していないが、約１００台が各地に存在するも
のとし、また、同図中ではＩＣカードは１つしか示して
いないが複数存在し得る。

【００５２】＜管理センタ＞管理センタ２０１０は、高
度のセキュリティ機構を有し、データ認証に用いるため
の署名鍵、検証鍵等を管理するセンタであり、コンピュ
ータ等で構成され、鍵作成部２０１１とセンタ鍵記憶部
２０１２と証明書作成部２０１３と鍵配布部２０１４と
を備える。

【００５３】鍵作成部２０１１は、実施の形態１におけ
る鍵作成部１０１１と同等であり、予め定められた公開
鍵署名アルゴリズムに基づきデータ端末毎に異なる署名
鍵と検証鍵を作成するものである。同図中、｛Ｔｉ｜｜
Ｓｉ｝、｛Ｔｉ｜｜Ｖｉ｝と示しているのは、データ端
末Ｔｉ毎に署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉを作成していること
を意味する。なお、公開鍵署名アルゴリズムについて
は、実施の形態１において説明したものと同等である。

【００５４】センタ鍵記憶部２０１２は、予め定められ
た公開鍵署名アルゴリズムに基づき作成された１つの署
名鍵であるセンタ署名鍵Ｓｃとこれに対応する検証鍵で
あるセンタ検証鍵Ｖｃとを記憶している。このセンタ署
名鍵Ｓｃとセンタ検証鍵Ｖｃも、実施の形態１で説明し
た署名鍵ｄｉと検証鍵ｅｉと原理的には同等の方法によ
り作成され、それぞれ１０２４ビットの大きさをもつ。

【００５５】証明書作成部２０１３は、鍵作成部２０１
１により作成されたデータ端末Ｔｉ毎の検証鍵Ｖｉに対
して、センタ鍵記憶部２０１２に記憶されているセンタ
署名鍵Ｓｃを用いて公開鍵署名アルゴリズムに従ってデ
ィジタル署名をして、検証鍵の証明書と呼ばれるデータ
（以下、単に証明書という。）を作成するものである。
同図中、｛Ｔｉ｜｜Ｃｉ｝と示しているのは、データ端
末Ｔｉ毎に証明書Ｃｉを作成していること意味する。

【００５６】また、鍵配布部２０１４は、各データ端末
Ｔｉに対して、署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉと証明書Ｃｉと
センタ検証鍵Ｖｃとを秘密の通信路等を介して配布する
ものである。＜データ端末＞データ端末２２００ａは、ハードウェア
的にはＩＣカード入出力装置、メモリ及びＣＰＵを備
え、機能的にはデータ読出部２２１０ａとデータ書込部
２２２０ａとを備える。同様にデータ端末２２００ｂ
は、データ読出部２２１０ｂとデータ書込部２２２０ｂ
とを備える。各データ端末は、管理センタから配布され
保持している署名鍵、検証鍵及び証明書を除いてはいず
れも同等の構成である。

【００５７】データ書込部２２２０ａは、書込データ格
納部２２２１、署名鍵格納部２２２２、認証子作成部２
２２３、検証鍵／証明書格納部２２２４及び書込Ｉ／Ｆ
部２２２５を有する。ここで、書込データ格納部２２２
１は、ＩＣカードに書き込むべき金額情報等のデータを
格納したメモリ領域である。なお、金額情報等のデータ
は、１０２４ビット以下で表せるものとする。

【００５８】署名鍵格納部２２２２は、管理センタ２０
１０から配布された公開鍵署名アルゴリズムの署名鍵Ｓ
ｉを格納したメモリ領域であり、検証鍵／証明書格納部
２２２４は、管理センタ２０１０から配布された検証鍵
Ｖｉ及び証明書Ｃｉを格納したメモリ領域である。認証
子作成部２２２３は、書込データ格納部２２２１に格納
されているＩＣカードに書き込むべきデータに対して、
署名鍵格納部２２２２に格納されている署名鍵Ｓｉを用
いて公開鍵署名アルゴリズムにより認証子を作成するも
のである。

【００５９】また、書込Ｉ／Ｆ部２２２５は、書込デー
タ格納部２２２１に格納されているデータと、認証子作
成部２２２３により作成された認証子と、検証鍵／証明
書格納部２２２４に格納されている検証鍵と証明書とを
ＩＣカード２３００に書き込むインタフェース部分であ
る。一方、データ読出部２２１０ｂは、読出Ｉ／Ｆ部２
２１１、センタ検証鍵格納部２２１２、検証鍵検証部２
２１３、検証部２２１４及び読出データ格納部２２１５
を有する。

【００６０】ここで、読出Ｉ／Ｆ部２２１１は、ＩＣカ
ード２３００からデータを読み出して、検証鍵検証部２
２１３と検証部２２１４とに与えるインタフェース部分
である。センタ検証鍵格納部２２１２は、管理センタ２
０１０から配布されたセンタ検証鍵Ｖｃを格納したメモ
リ領域である。

【００６１】検証鍵検証部２２１３は、検証鍵Ｖｉと証
明書Ｃｉとを受けて、証明書Ｃｉに対してセンタ検証鍵
格納部２２１２に格納されているセンタ検証鍵Ｖｃを用
いて公開鍵署名アルゴリズムに基づく計算により検証鍵
を求めてこれを、受け取っている検証鍵Ｖｉと比較して
一致していたら検証鍵の正当性を認証して検証部２２１
４に検証鍵Ｖｉを与えるものである。

【００６２】検証部２２１４は、金額情報等のデータ
と、認証子Ｘｉとを受けて、金額情報等のデータの正当
性を認証するものであり、読出データ格納部２２１５
は、ＩＣカードから読み出したデータの正当性の認証が
成功した場合に、金銭情報等のデータを格納するための
メモリ領域である。＜ＩＣカード＞ＩＣカード２３００は、携帯可能な名刺
大のプラスチック製カードに通信部２３１１とデータメ
モリ２３１２からなる半導体チップ２３１０が一体化さ
れたものであり、半導体チップ内のデータメモリ２３１
２に格納されるものが異なる他は実施の形態１のＩＣカ
ード１３００と同様である。

【００６３】＜動作＞上述したカードデータ認証システ
ム２０００の動作は、以下のようになる。＜管理センタによる鍵の作成及び配布＞管理センタ２０
１０は、まず、鍵作成部２０１１により、予め定められ
た公開鍵署名アルゴリズムに基づきデータ端末Ｔｉ毎に
異なる署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉとを作成し、次に、作成
された検証鍵Ｖｉに対して、証明書作成部２０１３によ
り、センタ署名鍵Ｓｃを用いて公開鍵署名アルゴリズム
に従い証明書Ｃｉを作成する。

【００６４】これに続いて、管理センタ２０１０は、鍵
配布部２０１４により各データ端末Ｔｉに対し、そのデ
ータ端末用の署名鍵Ｓｉ、検証鍵Ｖｉ及び証明書Ｃｉ
と、センタ検証鍵Ｖｃとを密かに１度配布する。＜データ端末によるＩＣカードへの書き込み動作＞デー
タ端末２２００ａは、ＩＣカード２３００に対して金額
情報等のデータを書き込む必要が生じたときに、書込デ
ータ格納部２２２１にその金額情報等のデータを格納
し、データ書込部２２２０ａにＩＣカード２３００にデ
ータを書き込むよう指示する。

【００６５】これを受けてデータ書込部２２２０ａは、
認証子作成部２２２３により、書込データ格納部２２２
１に格納されている金額情報等のデータに対して、署名
鍵格納部２２２２に格納されている署名鍵Ｓｉを用いて
公開鍵署名アルゴリズムにより認証子Ｘｉを作成する。
これに続いて、データ書込部２２２０ａは、その作成さ
れた認証子Ｘｉと、書込データ格納部２２２１に格納さ
れている金額情報等のデータと、検証鍵／証明書格納部
２２２４に格納されている検証鍵Ｖｉと証明書Ｃｉと
を、書込Ｉ／Ｆ部２２２５により、ＩＣカード２３００
に書き込む。

【００６６】＜データ端末によるＩＣカードからの読み
込み動作＞データ端末２２００ｂは、ＩＣカード２３０
０からデータを読み出す必要が生じたときに、データ読
出部２２１０ｂにＩＣカード２３００からデータを読み
出すよう指示する。これを受けてデータ読出部２２１０
ｂは、まず、読出Ｉ／Ｆ部２２１１により、ＩＣカード
から検証鍵Ｖｉと証明書Ｃｉとを読み出して検証鍵検証
部２２１３に与え、金額情報等のデータ（Ｄａｔａ）と
認証子Ｘｉとを読み出して検証部２２１４に与える。

【００６７】以後のデータ読出部２２１０ｂにおける処
理手順について図４を用いて説明する。図４は、検証鍵
検証部２２１３及び検証部２２１４による処理手順を示
す図である。第１に、検証鍵検証部２２１３は、証明書
Ｃｉに対して、センタ検証鍵格納部２２１２に格納され
ているセンタ検証鍵Ｖｃを用いて公開鍵署名アルゴリズ
ムにより検証鍵Ｖｉ’を求める。即ち、Ｖｉ’＝Ｃｉ^Vc
（ｍｏｄｎ）を求める。

【００６８】第２に、検証鍵検証部２２１３は、検証鍵
Ｖｉ’と、ＩＣカードから読み出された検証鍵Ｖｉとを
比較し、両者が一致すれば、検証鍵Ｖｉの正当性が認証
できたとして、検証鍵Ｖｉを検証部２２１４に与える。
なお、両者が一致しない場合には処理を中止する。第３
に、検証部２２１４は、ＩＣカードから読み出された認
証子Ｘｉに対して、正当性の認証できた検証鍵Ｖｉを用
いて、公開鍵署名アルゴリズムによる計算を行い平文Ｙ
を求める。即ち、Ｙ＝Ｘｉ^Vi（ｍｏｄｎ）を求める。

【００６９】第４に、平文Ｙと、ＩＣカードから読み出
されたもとの平文である金額情報等のデータ（Ｄａｔ
ａ）とを比較し、両者が一致すれば、金額情報等のデー
タの正当性が認証できたとして、Ｄａｔａを読出データ
格納部２２１５に格納する。検証部２２１４により正当
性の認証がなされた後、データ端末２２００ｂは、読出
データ格納部２２１５の内容である金額情報等のデータ
を利用することができる。

【００７０】＜考察＞実施の形態１に係るカードデータ
認証システム１０００においては、各データ端末が全て
のデータ端末用の検証鍵を端末ＩＤと対応づけたデータ
ベースを保有するものであった。この場合、検証鍵の確
かさは、各データ端末のデータベースが解析され改ざん
されていないという前提で確保されるものであった。

【００７１】これに対し、実施の形態２に係るカードデ
ータ認証システム２０００においては、各データ端末
が、全てのデータ端末用の検証鍵についてのデータベー
スを保有しないため、検証鍵の確かさは、上述の前提条
件なしで確保されることになる。即ち、各データ端末へ
の不正な侵入により、検証鍵の確かさが影響を受けるこ
とはない。

【００７２】また、上述したカードデータ認証システム
２０００において各データ端末が全てのデータ端末用の
検証鍵についてのデータベースを保有しないことは、シ
ステム中に新規にデータ端末を追加する場合や、既存の
特定のデータ端末を無効化する場合に、比較的容易に対
応することができるという効果をもたらす。＜実施の形態３＞以下、本発明の実施の形態３に係るカ
ードデータ認証システムについて、図５を用いて説明す
る。

【００７３】＜構成＞図５は、本発明の実施の形態３に
係るカードデータ認証システム３０００の構成図であ
る。カードデータ認証システム３０００は、実施の形態
２で示したカードデータ認証システム２０００の変形例
であり、１つの管理センタ３０１０と、データ端末３２
００ａ、データ端末３２００ｂ等の約１００台のデータ
端末と、ＩＣカード３３００から構成される。同図は、
データ端末３２００ａがＩＣカード３３００にデータを
書き込み、データ端末３２００ｂがＩＣカード３３００
からデータを読み出す様子を示している。なお、同図中
ではデータ端末は２台しか示していないが、約１００台
が各地に存在するものとし、また、同図中ではＩＣカー
ドは１つしか示していないが複数存在し得る。

【００７４】カードデータ認証システム２０００におい
ては、管理センタ２０１０から各データ端末に検証鍵Ｖ
ｉとその証明書Ｃｉが配布され、各データ端末はＩＣカ
ードへ金額情報等のデータを書き込む際に検証鍵Ｖｉ及
び証明書Ｃｉをも書き込むこととしていた。これに対
し、カードデータ認証システム３０００においては、回
復型署名アルゴリズムを用いて検証鍵Ｖｉから証明書Ｃ
ｉを作成することとし、管理センタ３０１０は、各デー
タ端末へ証明書Ｃｉを配布するが検証鍵Ｖｉの配布をな
さず、各データ端末は、ＩＣカードに証明書Ｃｉを書き
込むが検証鍵Ｖｉを書き込まないこととしている。

【００７５】＜管理センタ＞管理センタ３０１０は、高
度のセキュリティ機構を有し、データ認証に用いるため
の署名鍵、検証鍵等を管理するセンタであり、コンピュ
ータ等で構成され、鍵作成部３０１１とセンタ鍵記憶部
３０１２と証明書作成部３０１３と鍵配布部３０１４と
を備える。

【００７６】鍵作成部３０１１、センタ鍵記憶部３０１
２及び証明書作成部３０１３は、それぞれ実施の形態２
における鍵作成部２０１１、センタ鍵記憶部２０１２及
び証明書作成部２０１３と同等である。但し、証明書作
成部３０１３は、検証鍵Ｖｉに基づいてセンタ署名鍵Ｓ
ｃを用いて回復型署名アルゴリズムにより証明書Ｃｉを
作成するものである。また、鍵作成部３０１１により検
証鍵Ｖｉは、例えば、特定パターンの複数ビット列を付
加する等により、予め定めた特定の規則を満たすように
作成されているものとする。なお、回復型署名アルゴリ
ズムについては後述する。

【００７７】鍵配布部３０１４は、各データ端末Ｔｉに
対して、署名鍵Ｓｉと証明書Ｃｉとセンタ検証鍵Ｖｃと
を秘密の通信路等を介して配布するものである。＜データ端末＞データ端末３２００ａは、ハードウェア
的にはＩＣカード入出力装置、メモリ及びＣＰＵを備
え、機能的にはデータ読出部３２１０ａとデータ書込部
３２２０ａとを備える。同様にデータ端末３２００ｂ
は、データ読出部３２１０ｂとデータ書込部３２２０ｂ
とを備える。各データ端末は、管理センタから配布され
保持している署名鍵及び証明書を除いてはいずれも同等
の構成である。データ書込部３２２０ａは、書込データ
格納部３２２１、署名鍵格納部３２２２、認証子作成部
３２２３、証明書格納部３２２４及び書込Ｉ／Ｆ部３２
２５を有し、基本的に実施の形態２におけるデータ書込
部２２２０ａと同等であり、相違点は、証明書格納部３
２２４が実施の形態２における検証鍵／証明書格納部２
２２４に相当するが機能が異なり、検証鍵を格納しない
点と、書込Ｉ／Ｆ部３２２５がＩＣカードに検証鍵を書
き込まず、書込データ格納部３２２１に格納されている
データと、認証子作成部３２２３により作成された認証
子と、証明書格納部３２２４に格納されている証明書と
をＩＣカード３３００に書き込む点である。一方、デー
タ読出部３２１０ｂは、読出Ｉ／Ｆ部３２１１、センタ
検証鍵格納部３２１２、検証鍵回復部３２１３、検証部
３２１４及び読出データ格納部３２１５を有し、基本的
には実施の形態２におけるデータ読出部２２１０ｂと同
等であり、相違点は、検証鍵回復部３２１３が実施の形
態２における検証鍵検証部２２１３に相当するが機能が
異なり、証明書Ｃｉを受けて、証明書Ｃｉに対してセン
タ検証鍵格納部３２１２に格納されているセンタ検証鍵
Ｖｃを用いて回復型署名アルゴリズムに基づく計算によ
り検証鍵Ｖｉを求めて、この検証鍵が予め定めている規
則を満たすか否かを検査して、満たしていれば、証明書
Ｃｉから導出した検証鍵Ｖｉの正当性を認証して検証部
３２１４にその検証鍵Ｖｉを与えるものである。

【００７８】＜ＩＣカード＞ＩＣカード３３００は、携
帯可能な名刺大のプラスチック製カードに通信部３３１
１とデータメモリ３３１２からなる半導体チップ３３１
０が一体化されたものであり、半導体チップ内のデータ
メモリ３３１２に格納されるものが異なる他は実施の形
態２のＩＣカード２３００と同様である。

【００７９】＜回復型署名アルゴリズム＞回復型署名ア
ルゴリズムとしては例えば回復型のＲＳＡ署名アルゴリ
ズムが用いられる。ＲＳＡ署名方法については前述の
「現代暗号」（岡本龍明、山本博資著）の第１１章に述
べられている。＜証明書作成＞センタ署名鍵Ｓｃとセンタ検証鍵Ｖｃ
は、実施の形態１のＲＳＡ署名方法の鍵生成として説明
した署名鍵ｄｉと検証鍵ｅｉに相当する関係にある。

【００８０】被署名データである検証鍵Ｖｉに対して次
のように証明書を計算する。なお、１０２４ビットのＶ
ｉは先頭から６０ビットは０が並ぶものとする。Ｃｉ＝Ｖｉ^Sc 管理センタ３０１０により作成された証明書Ｃｉは、デ
ータ端末のデータ書込部３２２０ａによりＩＣカードに
格納される。

【００８１】＜検証鍵回復＞証明書から検証鍵を回復し
て検証するために、データ端末のデータ読出部３２１０
ｂはＩＣカードから証明書Ｃｉを読み出し、検証鍵回復
部３２１３により、次の計算を行う。Ｚ＝Ｃｉ^Vc 検証鍵回復部３２１３は、この計算で得られた検証鍵Ｚ
の先頭６０ビットがゼロであるかどうかを調べて、ゼロ
であればこの検証鍵Ｚを正しい検証鍵であると認証す
る。

【００８２】＜動作＞上述したカードデータ認証システ
ム３０００の動作は、以下のようになる。＜管理センタによる鍵の作成及び配布＞管理センタ３０
１０は、まず、鍵作成部３０１１により、予め定められ
た公開鍵署名アルゴリズムに基づきデータ端末Ｔｉ毎に
異なる署名鍵Ｓｉと検証鍵Ｖｉとを作成し、次に、作成
された検証鍵Ｖｉに対して、証明書作成部３０１３によ
り、センタ署名鍵Ｓｃを用いて回復型署名アルゴリズム
に従い証明書Ｃｉを作成する。

【００８３】これに続いて、管理センタ３０１０は、鍵
配布部３０１４により各データ端末Ｔｉに対し、そのデ
ータ端末用の署名鍵Ｓｉ及び証明書Ｃｉと、センタ検証
鍵Ｖｃとを密かに１度配布する。＜データ端末によるＩＣカードへの書き込み動作＞デー
タ端末３２００ａは、ＩＣカード３３００に対して金額
情報等のデータを書き込む必要が生じたときに、書込デ
ータ格納部３２２１にその金額情報等のデータを格納
し、データ書込部３２２０ａにＩＣカード３３００にデ
ータを書き込むよう指示する。

【００８４】これを受けてデータ書込部３２２０ａは、
認証子作成部３２２３により、書込データ格納部３２２
１に格納されている金額情報等のデータに対して、署名
鍵格納部３２２２に格納されている署名鍵Ｓｉを用いて
公開鍵署名アルゴリズムにより認証子Ｘｉを作成する。
これに続いて、データ書込部３２２０ａは、その作成さ
れた認証子Ｘｉと、書込データ格納部３２２１に格納さ
れている金額情報等のデータと、証明書格納部３２２４
に格納されている証明書Ｃｉとを、書込Ｉ／Ｆ部３２２
５により、ＩＣカード３３００に書き込む。

【００８５】＜データ端末によるＩＣカードからの読み
込み動作＞データ端末３２００ｂは、ＩＣカード３３０
０からデータを読み出す必要が生じたときに、データ読
出部３２１０ｂにＩＣカード３３００からデータを読み
出すよう指示する。これを受けてデータ読出部３２１０
ｂは、まず、読出Ｉ／Ｆ部３２１１により、ＩＣカード
から証明書Ｃｉを読み出して検証鍵回復部３２１３に与
え、金額情報等のデータ（Ｄａｔａ）と認証子Ｘｉとを
読み出して検証部３２１４に与える。

【００８６】証明書Ｃｉを与えられた検証鍵回復部３２
１３は、証明書Ｃｉに対して、センタ検証鍵格納部３２
１２に格納されているセンタ検証鍵Ｖｃを用いて回復型
署名アルゴリズムにより検証鍵Ｖｉを求める。即ち、Ｖ
ｉ＝Ｃｉ^Vc（ｍｏｄｎ）を求める。続いて検証鍵回復
部３２１３は、求めた検証鍵Ｖｉの先頭６０ビットがゼ
ロであるか検査し、ゼロであれば検証鍵Ｖｉの正当性が
認証できたとして、検証鍵Ｖｉを検証部３２１４に与え
る。なお、ゼロでない場合には処理を中止する。

【００８７】検証鍵Ｖｉを与えられた検証部３２１４
は、ＩＣカードから読み出された認証子Ｘｉに対して、
正当性の認証できた検証鍵Ｖｉを用いて、公開鍵署名ア
ルゴリズムによる計算を行い平文Ｙを求める。即ち、Ｙ
＝Ｘｉ^Vi（ｍｏｄｎ）を求める。次に検証部３２１４
は、平文Ｙと、ＩＣカードから読み出されたもとの平文
である金額情報等のデータ（Ｄａｔａ）とを比較し、両
者が一致すれば、金額情報等のデータの正当性が認証で
きたとして、Ｄａｔａを読出データ格納部３２１５に格
納する。

【００８８】検証部３２１４により正当性の認証がなさ
れた後、データ端末３２００ｂは、読出データ格納部３
２１５の内容である金額情報等のデータを利用すること
ができる。＜考察＞上述のカードデータ認証システム３０００で
は、回復型署名を利用することにより、ＩＣカードに記
録されるデータ端末Ｔｉの署名鍵に対する検証鍵は、秘
密の署名変換によって撹乱された形で記録される。この
ような検証鍵の秘匿により、システムの安全性がさらに
増加する。また、回復型署名は、付録型署名に比べて全
データ量が少なくなるため、記録容量の制限が厳しいＩ
Ｃカードにおいても安全性の高い署名方式が利用できる
という利点がある。＜補足＞以上、本発明に係るユーザインタフェース装置
について、実施形態に基づいて説明したが、本発明はこ
れら実施形態に限られないことは勿論である。即ち、（１）実施の形態１〜３のカードデータ認証システム１
０００、２０００、３０００においては、データ端末Ｔ
ｉはディジタル署名として被署名データに署名文である
認証子を付加する方法、即ちいわゆる付録型署名を用い
ることとした。しかし、この他に、データ書込側が、デ
ィジタル署名として被署名データを署名変換し、被署名
データを検証するデータ読出側においては、検証変換す
ることにより被署名データを復元する方法、即ちいわゆ
る回復型署名アルゴリズムを利用することとしてもよ
い。この回復型署名アルゴリズムは、実施の形態３にお
いては検証鍵について用いたものと同様である。即ち、
ＩＣカードに記録すべき金額情報等のデータや端末ＩＤ
等からなる被署名データが予め定めた特定の規則を満た
すようにしておき、データ書込側は、認証子をＩＣカー
ドに書き込むが被署名データをＩＣカードに書き込ま
ず、データ読出側において、ＩＣカードから読み出した
認証子から被署名データを回復し、その回復した被署名
データにその特定の規則があるかどうかにより署名検証
を行えばよい。例えば、その規則として、ＩＣカード中
のユーザが書き換え不可能な領域にＩＣカード固有の番
号が記録されているものとすれば、そのＩＣカード固有
の番号を被署名データに含めて、これに対してデータ書
込側では認証子を作成してＩＣカードに書き込み、デー
タ読出側では、回復された被署名データに含まれるＩＣ
カード固有の番号の値が、実際にＩＣカードから読み取
った固有番号と一致するかどうかを検証することにより
署名検証を行う。なお、実施の形態１で示したカードデ
ータ認証システム１０００中のデータ端末のデータ書込
部が認証子を回復型署名により作成する場合には、デー
タ書込部はＩＣカード中に自データ端末の端末ＩＤを認
証子とは別に格納すればよい。

【００８９】このように回復型署名を利用することによ
り、ＩＣカードに記録される例えば金額情報等のデータ
は秘密の署名変換によって撹乱された形で記録されるの
で、個人情報に関してプライバシーの保護が図れ、ま
た、システムの安全性も増加する。さらに、回復型署名
は、付録型署名に比べて全データ量が少ないので記録容
量の制限の厳しいＩＣカードにおいても安全性の高い署
名方法が利用できるという利点がある。（２）実施の形態１〜３では、ＲＳＡ署名及び回復型Ｒ
ＳＡ署名を例に挙げて説明したが、署名アルゴリズムは
これに限定されるものではなく、楕円曲線上の離散対数
問題に基づく、いわゆる楕円曲線署名方法を用いること
としてもよい。この場合、同じ安全性を確保するのにＲ
ＳＡ暗号よりも少ないビット数しか必要としないために
ＩＣカード等のメモリ容量の制限の厳しい場合に効果的
に適用できる。（３）実施の形態１〜３では、署名鍵、検証鍵等のビッ
ト数を示したが、本発明に係るカードデータ認証システ
ムにおいて用いる各種の鍵のサイズは、上述したビット
数に限定されることはない。（４）実施の形態１〜３では、１つのデータ端末により
ＩＣカードにデータを記録し、他のデータ端末によりＩ
Ｃカードからデータを読み出して認証する例を示した
が、同一のデータ端末がＩＣカードからデータを読み出
して認証するとともに、そのＩＣカードにデータを書き
込むこととしてもよい。また、各データ端末は、ＩＣカ
ードからデータを読み出すデータ読出部とＩＣカードに
データを書き込むデータ書込部のうちいずれか一方のみ
を有するものであってもよい。（５）実施の形態１〜３では、管理センタが署名鍵、検
証鍵、センタ検証鍵、証明書等を各データ端末に密かに
配布することとしたが、この配布は、電気的な通信路を
介してなされるものに限られず、その他の方法による配
布であってもよい。（６）実施の形態１では、各データ端末内の検証鍵格納
部１２１３が全てのデータ端末の検証鍵を格納すること
としたが、必ずしも全てのデータ端末の検証鍵を格納し
なくてもよく、この場合でも特定の範囲の複数のデータ
端末によってＩＣカードに書き込まれたデータを他のデ
ータ端末によって読み出し、認証することができる。（７）実施の形態１において、カードデータ認証システ
ム１０００が、例えば、ＰＯＳシステムの一部として位
置づけられることを説明したが、本発明に係るカードデ
ータ認証システムは他の用途に用いられるものであって
もよい。（８）実施の形態として示したカードデータ認証システ
ムの管理センタ及び各データ端末における署名鍵、検証
鍵、センタ署名鍵、センタ検証鍵、認証子及び証明書の
作成手順や、各データ端末においてＩＣカードを読み出
す際の認証手順を、汎用のコンピュータ又はプログラム
実行機能を有する家電機器に実行させるためのコンピュ
ータプログラムを、記録媒体に記録し又は各種通信路等
を介して、流通させ頒布することもできる。かかる記録
媒体には、ＩＣカード、光ディスク、フレキシブルディ
スク、ＲＯＭ等がある。流通、頒布されたコンピュータ
プログラムは、プログラム実行機能を有する家電機器や
パーソナルコンピュータ等にインストール等されること
により利用に供され、家電機器やパーソナルコンピュー
タは、当該コンピュータプログラムを実行して、実施の
形態として示したようなＩＣカード内データの認証に関
する諸機能を実現する。

【００９０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るカードデータ認証システムは、複数の書込データ
端末装置のいずれかによりＩＣカードに書き込まれたデ
ータの正当性を、読出データ端末装置が認証するカード
データ認証システムであって、各書込データ端末装置用
の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を公開鍵署名方
法に基づき書込データ端末装置毎に作成して、署名鍵を
該当書込データ端末装置に配布し、検証鍵を読出データ
端末装置が入手し得るように提供する管理装置と、各書
込データ端末装置は、平文データに対して、前記管理装
置により配布された前記署名鍵を用いてディジタル署名
データを作成し、当該ディジタル署名データをＩＣカー
ドに書き込む複数の書込データ端末装置と、書込データ
端末装置により前記ディジタル署名データが書き込まれ
たＩＣカードから、当該ディジタル署名データを読み出
して、当該書込データ端末装置用の署名鍵に対応する検
証鍵を用いて、前記認証を行う読出データ端末装置とを
備えることを特徴とする。

【００９１】これにより、本発明に係るカードデータ認
証システムにおいては、公開鍵署名方法（公開鍵署名ア
ルゴリズム）を用いるため、ＩＣカード内の書き込むデ
ータにディジタル署名を施すために書込機能をもつデー
タ端末装置が秘密に保有する署名鍵と、読出機能をもつ
データ端末装置が認証のために用いる検証鍵とが異なる
ものとなり、検証鍵から署名鍵の導出は困難であるた
め、読出側のデータ端末装置が不正に侵入される等によ
り読出側でＩＣカード内データの認証のために用いる検
証鍵が暴露されても、不正な署名がなされることはな
い。従って、書込機能をもつ各データ端末装置毎に署名
鍵が異なることとした場合に、これらに対応するため読
出側のデータ端末装置には全ての署名鍵に対応する検証
鍵を格納していたとしたときでも、その読出側のデータ
端末装置への不正な侵入によっては、不正な署名が行え
ないため、カードデータ認証システムにおけるＩＣカー
ドデータの認証についての安全性は確保される。

【００９２】また、前記管理装置はさらに、作成した複
数の検証鍵を読込データ端末装置に配布し、前記書込デ
ータ端末装置はさらに、作成した前記ディジタル署名デ
ータと共に、前記平文データをもＩＣカードに書き込
み、前記読出データ端末装置は、前記書込データ端末装
置により前記平文データ及び前記ディジタル署名データ
が書き込まれたＩＣカードから、当該平文データ及び当
該ディジタル署名データを読み出して、読み出したこれ
らのデータと、当該書込データ端末装置用の署名鍵に対
応する、前記管理装置により配布された検証鍵のいずれ
かを用いて、当該ＩＣカードから読み出した当該平文デ
ータの正当性を認証することとすることもできる。

【００９３】これにより、本発明に係るカードデータ認
証システムにおいては、各書込データ端末装置毎に公開
鍵署名方法により作成された署名鍵と検証鍵との組のう
ちの検証鍵が管理装置から読出データ端末装置に配布さ
れるので、読出データ端末装置はＩＣカードからデータ
を読み出す際に管理装置から配布されたその検証鍵を用
いて認証を行うことができ、また、その検証鍵が不正に
抽出された場合であっても、公開鍵署名方法を用いてい
るために、検証鍵から署名鍵の導出が困難であり、不正
に署名が実行されることが防止される。

【００９４】また、前記書込データ端末装置は、前記管
理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納するメ
モリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納す
るメモリである書込データ格納手段と、前記平文データ
に対して、前記署名鍵格納手段に格納されている署名鍵
を用いて前記ディジタル署名データを作成するディジタ
ル署名データ作成手段と、書込データ格納手段に格納さ
れている前記平文データと、前記ディジタル署名データ
作成手段により作成された前記ディジタル署名データと
を、ＩＣカードに書き込む書込手段とを備え、前記読出
データ端末装置は、前記管理装置により配布された複数
の検証鍵を格納するメモリである検証鍵格納手段と、Ｉ
Ｃカードから前記平文データ及び前記ディジタル署名デ
ータを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出
された前記平文データ及び前記ディジタル署名データ
と、前記検証鍵格納手段に格納されている前記検証鍵の
いずれかを用いて前記平文データの正当性を認証する認
証手段とを備えることとすることもできる。

【００９５】これにより、書込データ端末装置は署名鍵
を格納し、読込データ端末装置は検証鍵を格納している
ため、これらの各データ端末装置はＩＣカードへのデー
タの書き込み又はＩＣカードからのデータの読み出しの
際に、自装置内の署名鍵又は検証鍵を利用することがで
き、これらの鍵をＩＣカードへのアクセスの都度取り込
むのと比べて、認証を前提としてのデータの書き込み又
は読み出しが迅速に行える。

【００９６】また、前記管理装置は、各書込データ端末
装置用の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を書込デ
ータ端末装置毎に異なるように作成し、全書込データ端
末装置用の検証鍵を該当書込データ端末装置の端末ＩＤ
と対にして読込データ端末装置に配布し、前記書込デー
タ端末装置における前記書込データ格納手段に格納され
ている前記平文データは、当該書込データ端末装置の端
末ＩＤを含み、前記検証鍵格納手段は、複数の検証鍵
を、書込データ端末装置の端末ＩＤと対応づけて格納
し、前記認証手段は、前記読出手段により読み出された
前記平文データに含まれる端末ＩＤを参照して、当該端
末ＩＤに対応する検証鍵を前記検証鍵格納手段から取り
出して用いることにより前記平文データの正当性の認証
を行うこととすることもできる。

【００９７】これにより、読出データ端末装置が複数の
書込データ端末装置の端末ＩＤと対応づけて検証鍵を保
持しているため、その読出データ端末装置では、いずれ
かの書込データ端末装置によりＩＣカードに書き込まれ
た端末ＩＤを参照することにより、ＩＣカード内データ
の認証に必要な検証鍵を特定して、これを利用して認証
することができる。読出データ端末装置が複数の異なる
検証鍵を保持しているが、公開鍵署名方法を用いている
ために、検証鍵から署名鍵の導出が困難なので、たとえ
その読出データ端末装置が不正に侵入されたとしても、
任意の書込データ端末装置用の署名鍵が不正に利用され
ることはなく安全性が高い。

【００９８】また、前記平文データは、金額情報を含
み、前記書込データ端末装置及び前記読出データ端末装
置のそれぞれは、各地に存在する店舗に設置されている
こととすることもできる。これにより、本発明に係るカ
ードデータ認証システムがＰＯＳシステムの一部として
位置づけられるので、本発明によれば、各地に存在する
各店舗においてＩＣカードを利用して商品等の購入を行
うことができるシステムとして安全性の高いシステムが
実現できる。

【００９９】また、署名鍵と検証鍵との組は公開鍵署名
方法として回復型署名方法を用いて、前記管理装置によ
り作成されるものであり、前記管理装置はさらに、作成
した複数の検証鍵を読出データ端末装置に配布し、前記
書込データ端末装置における前記ディジタル署名データ
の作成は、回復型署名方法に基づいて前記平文データに
対してなされ、前記読出データ端末装置は、前記ＩＣカ
ードから読み出したディジタル署名データから、前記管
理装置に配布された前記検証鍵のいずれかを用いて回復
型署名方法に基づいて前記平文データを復元して、当該
平文データが所定の条件を具備しているか否かを検査す
ることにより、当該平文データの正当性を認証すること
としてもよい。

【０１００】これにより、ＩＣカード内には、被署名デ
ータを格納しなくてもディジタル署名データのみを格納
すれば、読み出す側において被署名データを復元するこ
とができる。即ち、ＩＣカードに格納されるディジタル
署名データは、被署名データを秘密の署名変換により撹
乱した形のものである。従って、本発明によれば、被署
名データが秘匿されるため、システムの安全性が高ま
り、ＩＣカード内に被署名データそのものは格納しない
ので、携帯性に優れデータ記憶容量の小さいＩＣカード
においても安全性の高いデータ認証が実現できるように
なる。

【０１０１】また、前記管理装置は、各書込データ端末
装置用の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を書込デ
ータ端末装置毎に異なるように作成し、前記管理装置は
さらに、公開鍵署名方法に基づき作成されたセンタ署名
鍵と、センタ検証鍵との組を記憶しており、前記作成し
た各書込データ端末装置用の検証鍵それぞれに対し、当
該センタ署名鍵を用いて、ディジタル署名である証明書
を作成し、証明書を該当書込データ端末装置に配布し、
前記読出データ端末装置に前記センタ検証鍵を配布し、
前記書込データ端末装置はさらに、作成した前記ディジ
タル署名データと共に、前記管理装置により配布された
証明書をもＩＣカードに書き込み、前記読出データ端末
装置は、前記書込データ端末装置により前記証明書及び
前記ディジタル署名データが書き込まれたＩＣカードか
ら、当該証明書及び当該ディジタル署名データを読み出
して、読み出した証明書と、前記管理装置から配布され
たセンタ検証鍵とを用いることにより検証鍵の正当性を
認証し、この認証に成功した場合に、当該検証鍵を用い
て、当該ＩＣカードから読み出した当該ディジタル署名
データに係る被署名データである平文データの正当性を
認証することとすることもできる。

【０１０２】これにより、ＩＣカードからデータを読み
出す読出データ端末装置が、あらゆる書込データ端末装
置の検証鍵を予め保有しておく必要はないので、システ
ムの変更に容易に対応することができる。また、読出デ
ータ端末は、検証鍵の確かさを証明書を用いて認証する
ことができるため、検証鍵の確かさに対する信頼性が向
上する。

【０１０３】また、前記センタ署名鍵とセンタ検証鍵と
の組は公開鍵署名方法として回復型署名方法を用いて作
成されており、前記管理装置における前記各証明書の作
成は、回復型署名方法に基づいて前記各検証鍵に対して
なされ、前記書込データ端末装置は、前記管理装置によ
り配布された自装置用の署名鍵を格納するメモリである
署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリで
ある書込データ格納手段と、前記管理装置により配布さ
れた自装置用の検証鍵に対する証明書を格納するメモリ
である証明書格納手段と、前記平文データに対して、前
記署名鍵格納手段に格納されている署名鍵を用いて前記
ディジタル署名データを作成するディジタル署名データ
作成手段と、書込データ格納手段に格納されている前記
平文データと、前記ディジタル署名データ作成手段によ
り作成された前記ディジタル署名データと、前記証明書
格納手段に格納されている前記証明書とを、ＩＣカード
に書き込む書込手段とを備え、前記読出データ端末装置
は、前記管理装置により配布された前記センタ検証鍵を
格納するメモリであるセンタ検証鍵格納手段と、ＩＣカ
ードから前記平文データ、前記ディジタル署名データ及
び前記証明書を読み出す読出手段と、前記読出手段によ
り読み出された前記証明書と、前記センタ検証鍵格納手
段に格納されている前記センタ検証鍵とを用いて回復型
署名方法に基づき前記証明書に対する被署名データに相
当する検証鍵を復元し、復元した検証鍵が所定の条件を
具備するか否かを検査することにより当該検証鍵の正当
性を検証する検証鍵検証手段と、前記検証鍵検証手段に
より前記検証鍵の正当性が認められた場合に、前記読出
手段により読み出された前記平文データ及び前記ディジ
タル署名データと、前記検証鍵とを用いて前記平文デー
タの正当性を認証する認証手段とを備えることとするこ
ともできる。

【０１０４】これにより、ＩＣカード内には、検証鍵を
格納しなくても証明書のみを格納すれば、読み出す側に
おいて検証鍵を復元することができるので、本発明によ
れば携帯性に優れデータ記憶容量の小さいＩＣカードに
おいても安全性の高いデータ認証が実現できるようにな
る。また、上記第２の目的を達成する読出データ端末装
置は、書込データ端末装置により、平文データと、平文
データに対して署名鍵を用いて作成されたディジタル署
名データとが書き込まれているＩＣカードから、平文デ
ータを読み出して当該平文データの正当性を認証する読
出データ端末装置であって、自装置外部において前記署
名鍵に対応して公開鍵署名方式により作成された検証鍵
を、格納するメモリである検証鍵格納手段と、前記ＩＣ
カードから前記平文データ及び前記ディジタル署名デー
タを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出さ
れた前記平文データ及び前記ディジタル署名データと前
記検証鍵とを用いて前記平文データの正当性を認証する
認証手段とを備えることを特徴とする。

【０１０５】これにより、本発明に係る読出データ端末
装置は、公開鍵署名方法（公開鍵署名アルゴリズム）に
より作成された署名鍵と検証鍵との組のうちの検証鍵の
配布を受け、ＩＣカードからデータを読み出す際に管理
装置から配布されたその検証鍵を用いて認証を行うこと
ができ、その検証鍵が不正に抽出された場合であって
も、公開鍵署名方法を用いているために、検証鍵から署
名鍵の導出が困難であり、不正に署名が実行されること
が防止される。

【０１０６】また、上記第２の目的を達成する書込デー
タ端末装置は、自装置がＩＣカードに記録した平文デー
タについて、他装置が認証を行うことを可能にするため
に、ＩＣカードに平文データとともにディジタル署名デ
ータを書き込む書込データ端末装置であって、自装置外
部において公開鍵署名方式により作成された署名鍵を、
格納するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文デー
タを格納するメモリである書込データ格納手段と、前記
平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納されて
いる署名鍵を用いて前記ディジタル署名データを作成す
るディジタル署名データ作成手段と、書込データ格納手
段に格納されている前記平文データと、前記ディジタル
署名データ作成手段により作成された前記ディジタル署
名データとを、ＩＣカードに書き込む書込手段とを備え
ることを特徴とする。

【０１０７】これにより、本発明に係る書込データ端末
装置は、公開鍵署名方法（公開鍵署名アルゴリズム）に
より作成された署名鍵の配布を受け、ＩＣカードにデー
タを書き込む際にその署名鍵を用いてディジタル署名を
行ってそのディジタル署名データをもＩＣカードに書き
込むので、このＩＣカードからデータを読み出すための
読出データ端末装置は、前記署名鍵に対応する検証鍵を
持っていればＩＣカード内データの認証が可能となる。
従って、読出データ端末装置は検証鍵を持つこととなる
が、この場合に、読出データ端末装置から検証鍵が不正
に抽出されたとしても、公開鍵署名方法を用いているた
めに、検証鍵から署名鍵の導出が困難であり、不正に署
名が実行されることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るカードデータ認証
システム１０００の構成図である。

【図２】検証部１２１４による認証手順を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態２に係るカードデータ認証
システム２０００の構成図である。

【図４】検証鍵検証部２２１３及び検証部２２１４によ
る処理手順を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係るカードデータ認証
システム３０００の構成図である。

【図６】通常考えられる媒体データ認証システムの機器
構成を示す図である。

【符号の説明】

１０００、２０００、３０００カードデータ認証シ
ステム１０１０、２０１０、３０１０管理センタ１０１１、２０１１、３０１１鍵作成部１０１２、２０１４、３０１４鍵配布部１２００ａ、２２００ａ、３２００ａデータ端末１２００ｂ、２２００ｂ、３２００ｂデータ端末１２１０ａ、２２１０ａ、３２１０ａデータ読出部１２１０ａ、２２１０ｂ、３２１０ｂデータ読出部１２１１、２２１１、３２１１読出Ｉ／Ｆ部１２１２、２２１５、３２１５読出データ格納部１２１３検証鍵格納部１２１４、２２１４、３２１４検証部１２２０ａ、２２２０ａ、３２２０ａデータ書込部１２２０ｂ、２２２０ｂ、３２２０ｂデータ書込部１２２１、２２２１、３２２１書込データ格納部１２２２、２２２２、３２２２署名鍵格納部１２２３、２２２３、３２２３認証子作成部１２２４、２２２５、３２２５書込Ｉ／Ｆ部１３００、２３００、３３００ＩＣカード１３１０、２３１０、３３１０半導体チップ１３１１、２３１１、３３１１通信部１３１２、２３１２、３３１２データメモリ２０１２、３０１２センタ鍵記憶部２０１３証明書作成部２２１２、３２１２センタ検証鍵格納部２２１３検証鍵検証部２２２４検証鍵／証明書格納部３０１３証明書作成部３２１３検証鍵回復部３２２４証明書格納部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の書込データ端末装置のいずれかに
よりＩＣカードに書き込まれたデータの正当性を、読出
データ端末装置が認証するカードデータ認証システムで
あって、各書込データ端末装置用の署名鍵とこれに対応する検証
鍵との組を公開鍵署名方法に基づき書込データ端末装置
毎に作成して、署名鍵を該当書込データ端末装置に配布
し、検証鍵を読出データ端末装置が入手し得るように提
供する管理装置と、各書込データ端末装置が、平文データに対して、前記管
理装置により配布された前記署名鍵を用いてディジタル
署名データを作成し、当該ディジタル署名データをＩＣ
カードに書き込む複数の書込データ端末装置と、書込データ端末装置により前記ディジタル署名データが
書き込まれたＩＣカードから、当該ディジタル署名デー
タを読み出して、当該書込データ端末装置用の署名鍵に
対応する検証鍵を用いて、前記認証を行う読出データ端
末装置とを備えることを特徴とするカードデータ認証シ
ステム。
【請求項２】前記管理装置はさらに、作成した複数の
検証鍵を読込データ端末装置に配布し、前記書込データ端末装置はさらに、作成した前記ディジ
タル署名データと共に、前記平文データをもＩＣカード
に書き込み、前記読出データ端末装置は、前記書込データ端末装置に
より前記平文データ及び前記ディジタル署名データが書
き込まれたＩＣカードから、当該平文データ及び当該デ
ィジタル署名データを読み出して、読み出したこれらの
データと、当該書込データ端末装置用の署名鍵に対応す
る、前記管理装置により配布された検証鍵のいずれかを
用いて、当該ＩＣカードから読み出した当該平文データ
の正当性を認証することを特徴とする請求項１記載のカ
ードデータ認証システム。
【請求項３】前記書込データ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて前記ディジタル署名データを作
成するディジタル署名データ作成手段と、書込データ格納手段に格納されている前記平文データ
と、前記ディジタル署名データ作成手段により作成され
た前記ディジタル署名データとを、ＩＣカードに書き込
む書込手段とを有し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された複数の検証鍵を格納する
メモリである検証鍵格納手段と、ＩＣカードから前記平文データ及び前記ディジタル署名
データを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記平文データ及び前
記ディジタル署名データと、前記検証鍵格納手段に格納
されている前記検証鍵のいずれかを用いて前記平文デー
タの正当性を認証する認証手段とを有することを特徴と
する請求項２記載のカードデータ認証システム。
【請求項４】前記管理装置は、各書込データ端末装置
用の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を書込データ
端末装置毎に異なるように作成し、全書込データ端末装
置用の検証鍵を該当書込データ端末装置の端末ＩＤと対
にして読込データ端末装置に配布し、前記書込データ端末装置における前記書込データ格納手
段に格納されている前記平文データは、当該書込データ
端末装置の端末ＩＤを含み、前記検証鍵格納手段は、複数の検証鍵を、書込データ端
末装置の端末ＩＤと対応づけて格納し、前記認証手段は、前記読出手段により読み出された前記
平文データに含まれる端末ＩＤを参照して、当該端末Ｉ
Ｄに対応する検証鍵を前記検証鍵格納手段から取り出し
て用いることにより前記平文データの正当性の認証を行
うことを特徴とする請求項３記載のカードデータ認証シ
ステム。
【請求項５】前記平文データは、金額情報を含み、前記書込データ端末装置及び前記読出データ端末装置の
それぞれは、各地に存在する店舗に設置されていること
を特徴とする請求項４記載のカードデータ認証システ
ム。
【請求項６】署名鍵と検証鍵との組は公開鍵署名方法
として回復型署名方法を用いて、前記管理装置により作
成されるものであり、前記管理装置はさらに、作成した複数の検証鍵を読出デ
ータ端末装置に配布し、前記書込データ端末装置における前記ディジタル署名デ
ータの作成は、回復型署名方法に基づいて前記平文デー
タに対してなされ、前記読出データ端末装置は、前記ＩＣカードから読み出
したディジタル署名データから、前記管理装置に配布さ
れた前記検証鍵のいずれかを用いて回復型署名方法に基
づいて前記平文データを復元して、当該平文データが所
定の条件を具備しているか否かを検査することにより、
当該平文データの正当性を認証することを特徴とする請
求項１記載のカードデータ認証システム。
【請求項７】前記書込データ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記平文データに対して、回復型署名方法に基づいて前
記署名鍵格納手段に格納されている署名鍵を用いて前記
ディジタル署名データを作成するディジタル署名データ
作成手段と、前記ディジタル署名データ作成手段により作成された前
記ディジタル署名データを、ＩＣカードに書き込む書込
手段とを有し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された複数の検証鍵を格納する
メモリである検証鍵格納手段と、ＩＣカードからディジタル署名データを読み出す読出手
段と、前記読出手段により読み出された前記ディジタル署名デ
ータから、前記検証鍵格納手段に格納されている前記検
証鍵のいずれかを用いて前記平文データの復元を行い、
当該平文データの正当性を認証する認証手段とを有する
ことを特徴とする請求項６記載のカードデータ認証シス
テム。
【請求項８】前記管理装置は、各書込データ端末装置
用の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を書込データ
端末装置毎に異なるように作成し、全書込データ端末装
置用の検証鍵を該当書込データ端末装置の端末ＩＤと対
にして読込データ端末装置に配布し、前記書込データ端末装置における前記書込手段は、前記
ディジタル署名データとともに当該書込データ端末装置
の端末ＩＤをも前記ＩＣカードに書き込み、前記検証鍵格納手段は、複数の検証鍵を、書込データ端
末装置の端末ＩＤと対応づけて格納し、前記読出手段は、前記ＩＣカードから前記ディジタル署
名データとともに端末ＩＤをも読み出し、前記認証手段は、前記読出手段により読み出された端末
ＩＤを参照して、当該端末ＩＤに対応する検証鍵を前記
検証鍵格納手段から取り出して用いることにより前記平
文データの復元を行うことを特徴とする請求項７記載の
カードデータ認証システム。
【請求項９】前記管理装置は、各書込データ端末装置
用の署名鍵とこれに対応する検証鍵との組を書込データ
端末装置毎に異なるように作成し、前記管理装置はさらに、公開鍵署名方法に基づき作成さ
れたセンタ署名鍵と、センタ検証鍵との組を記憶してお
り、前記作成した各書込データ端末装置用の検証鍵それ
ぞれに対し、当該センタ署名鍵を用いて、ディジタル署
名である証明書を作成し、証明書を該当書込データ端末
装置に配布し、前記読出データ端末装置に前記センタ検
証鍵を配布し、前記書込データ端末装置はさらに、作成した前記ディジ
タル署名データと共に、前記管理装置により配布された
証明書をもＩＣカードに書き込み、前記読出データ端末装置は、前記書込データ端末装置に
より前記証明書及び前記ディジタル署名データが書き込
まれたＩＣカードから、当該証明書及び当該ディジタル
署名データを読み出して、読み出した証明書と、前記管
理装置から配布されたセンタ検証鍵とを用いることによ
り検証鍵の正当性を認証し、この認証に成功した場合
に、当該検証鍵を用いて、当該ＩＣカードから読み出し
た当該ディジタル署名データに係る被署名データである
平文データの正当性を認証することを特徴とする請求項
１記載のカードデータ認証システム。
【請求項１０】前記管理装置はさらに、作成した前記
検証鍵を該当書込データ端末装置に配布し、前記書込デ
ータ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵を格納
するメモリである検証鍵格納手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵に対す
る証明書を格納するメモリである証明書格納手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて前記ディジタル署名データを作
成するディジタル署名データ作成手段と、書込データ格納手段に格納されている前記平文データ
と、前記ディジタル署名データ作成手段により作成され
た前記ディジタル署名データと、前記検証鍵格納手段に
格納されている前記検証鍵と、前記証明書格納手段に格
納されている前記証明書とを、ＩＣカードに書き込む書
込手段とを有し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された前記センタ検証鍵を格納
するメモリであるセンタ検証鍵格納手段と、ＩＣカードから前記平文データ、前記ディジタル署名デ
ータ、前記検証鍵及び前記証明書を読み出す読出手段
と、前記読出手段により読み出された前記検証鍵及び前記証
明書と、前記センタ検証鍵格納手段に格納されている前
記センタ検証鍵とを用いて前記検証鍵の正当性を検証す
る検証鍵検証手段と、前記検証鍵検証手段により前記検
証鍵の正当性が認められた場合に、前記読出手段により
読み出された前記平文データ及び前記ディジタル署名デ
ータと、前記検証鍵とを用いて前記平文データの正当性
を認証する認証手段とを有することを特徴とする請求項
９記載のカードデータ認証システム。
【請求項１１】前記署名鍵と検証鍵との組は公開鍵署
名方法として回復型署名方法を用いて、前記管理装置に
より作成されるものであり、前記管理装置はさらに、作成した前記検証鍵を該当書込
データ端末装置に配布し、前記書込データ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵を格納
するメモリである検証鍵格納手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵に対す
る証明書を格納するメモリである証明書格納手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて回復型署名方法に基づいて前記
ディジタル署名データを作成するディジタル署名データ
作成手段と、前記ディジタル署名データ作成手段により
作成された前記ディジタル署名データと、前記検証鍵格
納手段に格納されている前記検証鍵と、前記証明書格納
手段に格納されている前記証明書とを、ＩＣカードに書
き込む書込手段とを有し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された前記センタ検証鍵を格納
するメモリであるセンタ検証鍵格納手段と、ＩＣカードから前記ディジタル署名データ、前記検証鍵
及び前記証明書を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記検証鍵及び前記証
明書と、前記センタ検証鍵格納手段に格納されている前
記センタ検証鍵とを用いて前記検証鍵の正当性を検証す
る検証鍵検証手段と、前記検証鍵検証手段により前記検証鍵の正当性が認めら
れた場合に、前記読出手段により読み出された前記ディ
ジタル署名データから、前記検証鍵を用いて回復型署名
方法に基づいて前記平文データを復元して、当該平文デ
ータが所定の条件を具備しているか否かを検査すること
により前記平文データの正当性を認証する認証手段とを
有することを特徴とする請求項９記載のカードデータ認
証システム。
【請求項１２】前記センタ署名鍵とセンタ検証鍵との
組は公開鍵署名方法として回復型署名方法を用いて作成
されており、前記管理装置における前記各証明書の作成は、回復型署
名方法に基づいて前記各検証鍵に対してなされ、前記書
込データ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵に対す
る証明書を格納するメモリである証明書格納手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて前記ディジタル署名データを作
成するディジタル署名データ作成手段と、書込データ格
納手段に格納されている前記平文データと、前記ディジ
タル署名データ作成手段により作成された前記ディジタ
ル署名データと、前記証明書格納手段に格納されている
前記証明書とを、ＩＣカードに書き込む書込手段とを有
し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された前記センタ検証鍵を格納
するメモリであるセンタ検証鍵格納手段と、ＩＣカードから前記平文データ、前記ディジタル署名デ
ータ及び前記証明書を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記証明書と、前記セ
ンタ検証鍵格納手段に格納されている前記センタ検証鍵
とを用いて回復型署名方法に基づき前記証明書に対する
被署名データに相当する検証鍵を復元し、復元した検証
鍵が所定の条件を具備するか否かを検査することにより
当該検証鍵の正当性を検証する検証鍵検証手段と、前記
検証鍵検証手段により前記検証鍵の正当性が認められた
場合に、前記読出手段により読み出された前記平文デー
タ及び前記ディジタル署名データと、前記検証鍵とを用
いて前記平文データの正当性を認証する認証手段とを有
することを特徴とする請求項９記載のカードデータ認証
システム。
【請求項１３】前記署名鍵と検証鍵との組は公開鍵署
名方法として回復型署名方法を用いて、前記管理装置に
より作成されるものであり、前記センタ署名鍵とセンタ検証鍵との組は公開鍵署名方
法として回復型署名方法を用いて作成されており、前記管理装置における前記各証明書の作成は、回復型署
名方法に基づいて前記各検証鍵に対してなされ、前記書
込データ端末装置は、前記管理装置により配布された自装置用の署名鍵を格納
するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記管理装置により配布された自装置用の検証鍵に対す
る証明書を格納するメモリである証明書格納手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて回復型署名方法に基づいて前記
ディジタル署名データを作成するディジタル署名データ
作成手段と、前記ディジタル署名データ作成手段により作成された前
記ディジタル署名データと、前記証明書格納手段に格納
されている前記証明書とを、ＩＣカードに書き込む書込
手段とを有し、前記読出データ端末装置は、前記管理装置により配布された前記センタ検証鍵を格納
するメモリであるセンタ検証鍵格納手段と、ＩＣカードから前記ディジタル署名データ及び前記証明
書を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記証明書と、前記セ
ンタ検証鍵格納手段に格納されている前記センタ検証鍵
とを用いて回復型署名方法に基づき前記証明書に対する
被署名データに相当する検証鍵を復元し、復元した検証
鍵が所定の条件を具備するか否かを検査することにより
当該検証鍵の正当性を検証する検証鍵検証手段と、前記検証鍵検証手段により前記検証鍵の正当性が認めら
れた場合に、前記読出手段により読み出された前記ディ
ジタル署名データから、前記検証鍵を用いて回復型署名
方法に基づいて前記平文データを復元して、当該平文デ
ータが所定の条件を具備しているか否かを検査すること
により前記平文データの正当性を認証する認証手段とを
有することを特徴とする請求項９記載のカードデータ認
証システム。
【請求項１４】書込データ端末装置により、平文デー
タと、平文データに対して署名鍵を用いて作成されたデ
ィジタル署名データとが書き込まれているＩＣカードか
ら、平文データを読み出して当該平文データの正当性を
認証する読出データ端末装置であって、自装置外部において前記署名鍵に対応して公開鍵署名方
式により作成された検証鍵を、格納するメモリである検
証鍵格納手段と、前記ＩＣカードから前記平文データ及び前記ディジタル
署名データを読み出す読出手段と、前記読出手段により
読み出された前記平文データ及び前記ディジタル署名デ
ータと前記検証鍵とを用いて前記平文データの正当性を
認証する認証手段とを備えることを特徴とする読出デー
タ端末装置。
【請求項１５】自装置がＩＣカードに記録した平文デ
ータについて、他装置が認証を行うことを可能にするた
めに、ＩＣカードに平文データとともにディジタル署名
データを書き込む書込データ端末装置であって、自装置外部において公開鍵署名方式により作成された署
名鍵を、格納するメモリである署名鍵格納手段と、前記平文データを格納するメモリである書込データ格納
手段と、前記平文データに対して、前記署名鍵格納手段に格納さ
れている署名鍵を用いて前記ディジタル署名データを作
成するディジタル署名データ作成手段と、書込データ格
納手段に格納されている前記平文データと、前記ディジ
タル署名データ作成手段により作成された前記ディジタ
ル署名データとを、ＩＣカードに書き込む書込手段とを
備えることを特徴とする書込データ端末装置。