DE60002071T2

DE60002071T2 - Identifizierungsvorrichtung zur authentifizierung eines anwenders

Info

Publication number: DE60002071T2
Application number: DE60002071T
Authority: DE
Inventors: Lucio Cassia; Michele Leidi
Original assignee: Eutron Infosecurity Srl
Current assignee: Eutronsec SpA Curnasco Di Treviolo It
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: EP1188104A1; ES2194733T3; ITTO990480A1; EP1188104B1; DE60002071D1; AU5101700A; WO2000075755A1; ATE237151T1; IT1308078B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vorgang für die Eingabe einer persönlichen Kennnummer in eine Identifizierungsvorrichtung, die mit dem Universal Serial Bus (USB) eines Client-Rechners verbunden ist, und zwar mit einer verschlüsselten Vorgehensweise des Typs "Challenge Response", um ein Abfangen dieser Vorrichtung zu verhindern.
Auf Grund der weit verbreiteten Benutzung von Internet und anderen Netzen dieses Typs wurde die Problematik der kontrollierten Informationsverteilung im Netz immer grundsätzlicher und wichtiger, um die Unangreifbarkeit und Geheimhaltung zu garantieren, und den Zugang zu speziellen Transaktionen oder Informationen nur zugelassenen Benutzern zu gewähren. Verschiedene Lösungen wurden bisher vorgeschlagen, wie z. B. der sogenannte "Hardware-Schlüssel" als an den Rechner anzuschließenden Schutz oder andere mehr oder weniger komplexe Verschlüsselungssysteme für verschiedene Software- Schlüssel. Die vorgeschlagenen Lösungen sind entweder sehr kostspielig bei der Verwendung, was die verschiedenen Ressourcentypen anbetrifft oder gewährleisten nicht die komplette Wahrung der zu schützenden Informationen.
Die Unterlage US-A-5778071 beschreibt eine Kommunikationsvorrichtung im Taschenformat für die Verschlüsselung und Beglaubigung, wie im Vorwort der Beanspruchung 1 enthalten.
Eine Vorrichtung, die der in dem erfundenen Vorgang verwandten ähnelt, wurde von L. Preuss: in "Rainbow Technologies Adds USB Support for PC And Macintosh Software Developers To Sentinel Line", NEWS RELEASES, 17. November 1998, XP002139273 beschrieben.
Die Unterlage US-A-5060263 beschreibt ein System und eine Methode für die Kontrolle des Zugangs zum Rechner.
Die Unterlage WO 00 42491A beschreibt einen der USB entsprechenden, persönlichen Schlüssel mit Eingangsvorrichtungen und Integralausgängen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der obigen Probleme der früheren Technik durch ein Hardware- und Software-System mit niedrigen Kosten, leichtem Einbau und absoluter Effizienz, was den Schutz anbetrifft. Insbesondere hat die erfundene Hardware-Vorrichtung eine einfache Konfiguration, die Größe eines Schlüssels und erlaubt nach Einstecken in den USB-Port eines Computers die eindeutige Erkennung und Beglaubigung des Benutzers einer Anwendung im Netz und die Durchführung von geschützten und verschlüsselten Transaktionen mit ihm in Internet. Die Eindeutigkeit der Beglaubigung und die Sicherheit der Transaktionen gründet auf den Eigenschaften der Vorrichtung, die mit einem Mikroprozessor für die Sicherheitsfunktionen und Verschlüsselungsalgorithmen mit einem privaten Schlüssel ausgestattet ist, der mit der Zeit verändert werden kann.
Die obigen und weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung, die hiernach aus der Beschreibung hervorgehen, werden durch den Eingabevorgang eines Codes mit der persönlichen Kennnummer in eine Identifizierungsvorrichtung erreicht, wie in der Beanspruchung 1 beschrieben. Bevorzugte Verwirklichungsformen und nicht banale Varianten der vorliegenden Erfindung bilden den Gegenstand der davon abhängenden Beanspruchungen.
Vorliegende Erfindung wird besser durch einige bevorzugte Verwirklichungsformen beschrieben, die als nicht einschränkende Beispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben sind, in denen:
Abb. 1 die perspektivische Ansicht einer Ausführung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Beanspruchung darstellt,
Abb. 2 das Blockdiagramm des Aufbaus des Eingabesystems des Code in die erfundene Einrichtung zeigt;
Abb. 3 das Blockdiagramm des Vorganges laut Aufbau in Abb. 2 ist;
Abb. 4 das Blockdiagramm mit dem Detail einer Vorgangsphase der Abb. 3 zeigt und
Abb. 5 das Blockdiagramm mit dem Detail einer Vorgangsphase der Abb. 3 darstellt.
Unter Bezug auf Abb. 1 umfasst die Vorrichtung 1 für die Authentifizierung eines Benutzers im Internet-Bereich hauptsächlich die Unterstützungsstruktur 3 in länglicher Form, vorzüglich aus Plastikmaterial und geeignet, um vom Kunden angefasst und in den Port eines Client-Rechners (nicht dargestellt) eingeführt zu werden, wie z. B. in den Universal Serial Bus (USB) eines Personal Computers. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung 1 mit einer Klemme 5 für Anschluss an den Port und einem Mikroprozessor-Schaltkreis innerhalb der Unterstützungsstruktur 3 ausgestattet. Der Schaltkreis ist in der Lage, die Sicherheitsfunktionen auszuführen und mit den Verschlüsselungsalgorithmen zu arbeiten. Zum Schluss umschließt die Vorrichtung 1 der Erfindung Aktivierungsmittel 7 (die normalerweise in Form von Tasten ausgeführt sind), die von der Struktur 3 unterstützt werden und den Mikroprozessor-Schaltkreis steuern, um die Zulassung eines Authentifizierungscodes zu ermöglichen, wie hiernach beschrieben wird.
In der jetzigen und bevorzugten Ausführungsweise arbeitet die Vorrichtung 1 mit Verschlüsselungsalgorithmen mit privatem Schlüssel, die mit der Zeit verändert werden können. Dank der Standardschnittstelle und dem "plug&play" der USB und einer Reihe Schnittstellen-Bibliotheken des Typs ActiveX und Plug- In auf der Seite von Server und Client, ist die Vorrichtung 1 nicht nur hinsichtlich der Sicherheit effizient, sondern auch auf Grund ihrer Einfachheit und Übersichtlichkeit. Auf Grund ihrer Eigenschaften ist es ein wirksames Instrument für die Speicherung von Schlüsselworten, elektronischen Zertifikaten, digitalen Unterschriften, Funktionen als elektronischer Aufbewahrungsort oder für die Speicherung und Schutz von anderen Informationen, die den Benutzer oder den benutzten Dienst relativ interessieren.
Bei Verwendung der Vorrichtung 1 der Erfindung muss derjenige, der den Schutz oder die Zugangskontrolle von Bildschirmseiten, Diensten, Datenbanken oder allgemein von bestimmten Internet-Site-Bereichen benötigt, den für seine Internet-Dienste zugelassenen Benutzern eine entsprechend initialisierte Vorrichtung 1 aushändigen. Der Benutzer wird diese Vorrichtung 1 einfach in den USB-Port des Computers ohne jeden weiteren Installationsvorgang einstecken. Die Server-Anwendung stellt eine sichere Verbindung mit der Vorrichtung 1 her, um den Benutzer zu beglaubigen. Die Erkennung des Benutzers erfolgt in der Tat auf Grund der Informationen, die sich in der Vorrichtung befinden, und auf Grund des Benutzer-Schlüsselwortes. Nach Erkennung des Client und Überprüfung der Zulassung des in frage stehenden Benutzers, entsendet die Vorrichtung 1 die persönlichen und vertraulichen Informationen an den Benutzer, wobei der Inhalt mit einem Blowfish-Algorithmus mit 256 Bit verschlüsselt wird, zum Beispiel, mit einem mit der Zeit veränderlichen Schlüssel, der mit dem in der Vorrichtung 1 enthaltenen, geheimen Wert 1 verbunden ist. Die Informationen können beliebig, ohne Einschränkungen, HTML-Seiten sein, Datenbankinformationen mit den Schnittstellen "web", form, Download-Bereiche, und ähnlich. Die Transaktionen der Informationen im Netz erfolgen verschlüsselt, sowohl vom Server an Client als auch umgekehrt.
Um die oben beschriebene Vorrichtung 1 benutzen zu können, muss sie mit einer persönlichen, für den Benutzer eindeutigen Kennnummer (PIN) versehen werden. Zu diesem Zweck wurde ein System eingeschlossen, dessen Aufbau aus Abb. 2 ersichtlich ist. Dieses System führt einen Vorgang aus, der in den Abb. 3 bis 5 beschrieben wird.
Mit Bezug auf Abb. 2 besteht das System, in dem die Vorrichtung 1 benutzt werden kann, hauptsächlich aus einem Rechner mit einem Graphikfenster 10, in dem eine Ziffer von 0 bis 9 erscheint. Dieses Fenster arbeitet mit einer Benutzer- Bibliothek 12 zusammen (Pfeil A in Abb. 2), d. h. einer Besitzer-Bibliothek, welche die Vorrichtung 1 verwaltet und über einen internen Identifizierungsvorgang 14 die Zulassung der Vorrichtung 1 selbst kontrolliert.
Die Benutzer-Bibliothek 12 ist (Pfeil B in Abb. 2) mit einem Device Driver 16 verbunden, der ebenfalls eine Besitzer-Bibliothek ist und die Vorrichtung 1 auf USB-Niveau verwaltet. Der Device Driver 16 ist (Pfeil C in Abb. 2) mit der Vorrichtung 1 verbunden, die von Taste 7 Befehle erhält (Pfeil D in Abb. 2). Laut dem durch die Pfeile von A bis D beschriebenen Verlauf wird in der Benutzer- Bibliothek 12 ein interner Tick-Impuls erzeugt, wobei bei jedem Tick eine Ziffer sowohl an das Fenster 10 für die Anzeige als an die Vorrichtung 1 durch den Device Driver 16 versandt wird. Der Device Driver 16 fragt bei der Vorrichtung 1 nach, ob noch andere Ziffern vorhanden sind. Bejahendenfalls wird die Auswertung fortgesetzt, anderenfalls wird der Benutzer-Bibliothek 12 gemeldet, den Vorgang zu unterbrechen. Bei jedem Druck der Taste 7 speichert die Vorrichtung 1 die eingegebene Ziffer, die auch im Fenster 10 erscheint.
Der allgemeine Betrieb des soeben beschriebenen Systems ist als Blockdiagramm in den Abb. 3 bis 5 dargestellt. Dieser Vorgang gewährleistet maximale Sicherheit bei Eingabe der PN für Benutzung der Vorrichtung 1. Der Vorgang umfasst zuerst - bei Anforderung des PIN-Codes - die Aktivierung (301) des Graphikfensters 10 für die Anzeige der aktuellen Ziffer von 0 bis 9.
Der Versand (303) jeder Ziffer des PIN-Codes erfolgt über den in der Bibliothek enthaltenen Vorgang, sowohl auf dem Anzeigefenster 10 als auf der Vorrichtung 1.
Bei Druck auf Taste 7 erfolgt die Speicherung (305) jeder Ziffer, als zum PIN-Code gehörig; dann sendet der Vorgang die Ziffer sowohl an das Graphikfenster 10 als an die Vorrichtung 1, befragt (307) jedes Mal die Vorrichtung 1, um zu prüfen, ob noch andere Ziffern vorhanden sind: Bejahendenfalls fährt der Vorgang mit der zeitbegrenzten Eingabe (309) der anderen Ziffern fort, anderenfalls wird er unterbrochen (311) und der endgültige PIN-Schlüssel für die Beglaubigung der Vorrichtung 1 wird gespeichert.
Bei einer näheren Betrachtung kann die Funktion der Speicherungsphase des PIN-Codes (305) in zwei Hauptphasen aufgeteilt werden, wo die erste die Verwaltung der Anzeige und den Versand der Ziffern an die Vorrichtung 1 und die zweite dagegen die Verwaltung der Taste 7 der Vorrichtung 1 betrifft.
Im Einzelnen, wie in Abb. 4 im Detail beschrieben, beginnt die Phase für Anzeige und Versand der Ziffern an die Vorrichtung 1 bei 401 und umfasst folgende Unterphasen:
- Bildung (403) des Fensters 10 für die Ziffernanzeige;
- Befragung (405), ob alle Ziffern eingegeben wurden;
- bejahendenfalls Ausgehen (407) des Anzeigefensters 10; oder
- verneinendenfalls Versand (409) der Ziffer an das Graphikfenster 10 und an die Vorrichtung und
- Frage (411) an die Vorrichtung 1, ob alle Ziffern des PIN-Codes eingegeben wurden, und Rückkehr zur Befragungsphase (405): Bejahendenfalls endet der Vorgang bei 413.
Mit Bezug auf die Abb. 5, wird hier dagegen das Ablaufdiagramm der Verwaltungsphasen der Taste 7 der Vorrichtung 1 im Detail gezeigt, die in folgende Unterphasen, ausgehend von der ersten in 501, aufgeteilt werden kann:
- Befragung (503), ob alle Ziffern eingegeben wurden;
- bejahendenfalls endet (509) der Vorgang oder
- verneinendenfalls erfolgt die Kontrolle (505), ob die Taste 7 gedrückt wurde;
- verneinendenfalls bleibt der Vorgang in Wartestellung für einen weiteren Druck der Taste 7; oder
- es erfolgt bei Bejahung die Speicherung (507) der letzten, empfangenen Ziffer und Rückkehr zur Befragungsphase (503).
Nach dieser Definierung der Vorrichtung 1 der Erfindung, des Systems und des Vorgangs für Speicherung und Beglaubigung des Personalcodes darin kann der wirkliche Vorgang der Erfindung für die Verwaltung des Zuganges zu den vertraulichen Bildschirmseiten und Dienstleistungen in Internet benutzt werden.
Es wurden einige Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, diese unterliegen natürlich weiteren Veränderungen und Varianten im Bereich des Erfindungskonzeptes. Es sind zum Beispiel viele, bauliche Varianten der Vorrichtung 1 möglich, sowohl hinsichtlich des Anschlusses an die Porte des Rechners auf der Außenseite, als auch hinsichtlich der internen Schaltkreise für die Verwirklichung der beschriebenen Funktionen. Weiterhin können verschiedene Vorgänge der Erfindung für Beglaubigungsvorrichtungen verschiedenen Typs verwandt werden, und die System für die beschriebenen Vorgänge können gemäß verschiedenen Anschlusskonfigurationen für viele andere Netztypen verwendet werden.

Claims

1. Vorgehensweise für die Einfügung eines Codes mit einer persönlichen Identifizierungsnummer (PIN) in eine Identifiziervorrichtung (1), um das Auffangen dieses Gerätes (1) zu verhindern. Dieser Vorgang wird durch ein System für die Einfügung eines Codes mit einer persönlichen Identifizierungsnummer (PIN) in das Identifiziergerät (1) ausgeführt, das ein Terminal (5) für die Verbindung mit einem Ausgang eines Prozessors des Typs Universal Serial Bus (USB), einen Mikroprozessorkreis für die Ausführung der Sicherheitsfunktionen und der Vorgänge auf die kryptographischen Algorithmen sowie Aktivierungsmittel (7) des Tastentyps für die Steuerung des Mikroprozessorkreises einschliesst, um darin einen Beglaubigungscode zu befähigen, um das Auffangen des besagten Gerätes (1) zu verhindern. Dieses System umfasst einen Rechner, der mit dem Gerät (1) verbunden ist und der zumindest eine Benutzerbibliothek (12) für die Verwaltung dieses Gerätes (1) enthält. Diese Benutzerbibliothek (12) ist mit einem Identifizierungsprozess (14) für die Kontrolle der Befähigung des besagten Gerätes (1) ausgestattet. Wenigstens ein device driver (16) ist mit der Benutzerbibliothek (12) verbunden. Dieser device driver (16) ist eine Bibliothek, die das besagte Gerät (1) auf dem Niveau der Verbindungstür verwaltet. Wenigstens ein Graphikfenster (10) ist mit der Benützerbibliothek (12) für die Anzeige des PIN-Codes, eine Ziffer nach der anderen, verbunden und durch die Eigenschaft charakterisiert, dass der Vorgang folgende Phasen umfasst:

- bei Abfrage des PIN-Codes aktiviert sich (301) das besagte Graphikfenster (10) für die Anzeige einer aktuellen Ziffer von 0 bis 9;

- Eingabe (303) jeder Ziffer des PIN-Codes sowohl im graphischen Anzeigefenster (10) als im Gerät (1);

- Bei Betätigung der Aktivierungsmittel (7) des besagten Gerätes (1) Speicherung (305) einer jeden Ziffer als zugehörig zum besagten PIN;

- Befragung (307) des besagten Gerätes (1) zur Kontrolle, ob andere Ziffern existieren;

- bei bejahender Antwort auf die Befragungsphase (307), zeitbegrenzte Anzeige (309) der anderen Ziffern oder

- bei verneinder Beantwortung der Befragungsphase (307), Unterbrechung (311) des Vorganges und Speicherung des endgültigen PIN-Schlüssels für die Bestätigung des Gerätes (1).

2. Vorgehensweise laut Beanspruchung 1, charakterisiert durch die Tatsache, dass die besagten, kryptographischen Algorithmen, die von dem Mikroprozessorkreis ausgeführt werden, des im Laufe der Zeit veränderlichen Typs mit privatem Schlüssel sind.

3. Vorgehensweise laut Beanspruchung 2, charakterisiert durch die Tatsache, dass die besagten, kryptographischen Algorithmen des Typs "Challenge Response" sind.

4. Vorgehensweise laut Beanspruchung 1, charakterisiert durch die Tatsache, dass die besagte Speicherungsphase des PIN-Codes (305) folgende Phasen umfasst:

- Anzeige und Eingabe der Ziffern des besagten Gerätes (1) und

- Verwaltung der Aktivierungsmittel (7) des besagten Gerätes (1).

5. Vorgehensweise laut Beanspruchung 4, charakterisiert durch die Tatsache, dass die Phase der Anzeige und Eingabe der Ziffern in das besagte Gerät (1) die nachstehenden Unterphasen einschliesst:

- Erzeugung (403) das Graphikfensters (10) für Anzeige der Ziffern;

- Abfrage (405), ob die Zifferngrenze erreicht wurde;

- bei bejahender Antwort auf die Abfragephase (405), Wegfall (407) des betreffenden graphischen Anzeigefensters (10) oder

- bei verneinender Antwort auf die Abfrage (405), Eingabe (409) der Ziffer in das besagte graphische Anzeigefenster (10) und in das besagte Gerät (1); und

- Abfrage (411) des besagten Gerätes (1), ob die Zifferngrenze für den PIN-Code erreicht wurde, mit Rückkehr zur Abfragephase (405).

6. Vorgehensweise laut Beanspruchung 4, charakterisiert durch die Tatsache, dass die besagte Verwaltungsphase der Aktivierungsmittel (7) des besagten Gerätes (1) folgende Unterphasen einschliesst:

- Abfrage (503), ob die Zifferngrenze erreicht wurde;

- bei bejahender Antwort auf die Abfragephase (503), Abschluss (509) des besagten Vorganges oder

- bei verneinder Antwort auf die Befragungsphase (503), Kontrolle (505), ob die besagten Aktivierungsmittel (7) betätigt wurden;

- bei verneinender Antwort auf die Prüfphase (505), Einstellung des Vorganges, der im Wartezustand bleibt, oder

- bei bejahender Antwort auf besagte Prüfphase (505), Speicherung (507) der zuletzt erhaltenen Ziffer und Rückkehr zur Abfragephase (503).