JP2004013438A - 電子価値データ通信方法、通信システム、ｉｃカード及び携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子価値データのコピー自体を防ぐ。
【解決手段】図２（ａ）の本発明の通信システム１では、図２（ｂ）の従来方式とは異なり、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが相互に相手方を認証した後、これらＩＣカードＡ、Ｂ同士での直接暗号化通信によって電子価値データをＩＣカードＡからＩＣカードＢへ移動させるため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止できる。
【選択図】 図２
【解決手段】図２（ａ）の本発明の通信システム１では、図２（ｂ）の従来方式とは異なり、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが相互に相手方を認証した後、これらＩＣカードＡ、Ｂ同士での直接暗号化通信によって電子価値データをＩＣカードＡからＩＣカードＢへ移動させるため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子価値データの移動に関する電子価値データ通信方法、通信システム、ＩＣカード及び携帯端末に関する。なお、電子価値データとは、例えば、電子チケット、電子マネー、電子商品券等を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩＣカードを使った電子価値データの電子価値流通では、ＩＣカード内に、カード毎に固有の識別情報（ＩＤ）や秘密鍵が記憶されており、これらを使ってＩＣカード内の電子価値データが保護されている。また、秘密鍵を利用するプログラムもＩＣカード内に記憶されており、秘密鍵はＩＣカードの持ち主でも読み出すことはできず、ＩＣカード内のプログラムのみが利用できる。その一方で、ＩＣカードに汎用性を持たせるため、ＩＣカード内のプログラムは秘密鍵による認証や汎用的な暗号化を実行できるだけの機能のみを有し、電子価値データ自体の読み込み及び書き込みはＩＣカードリーダライタを接続したコンピュータ上のプログラムが行う構成となっている。ところが、コンピュータ上のプログラムは、第三者が解読して改変することが可能であるため、読み出された電子価値データをコンピュータ上で改竄したり、他のＩＣカードへコピーしたり、といった不正行為が行われるおそれがあった。
【０００３】
このうち改竄は電子署名技術により、ある程度防ぐことができるが、電子価値データのコピーを防ぐことは非常に困難であった。そのため、電子価値データが原本なのかコピーなのかを検出するために以下のような方法を取っていた。
【０００４】
例えば、電子価値データを最初に発行する際、電子価値データの発行元サーバは、発行先のＩＣカードの認証を行い、発行先ＩＣカードを特定して記録する。電子価値データを移動する際は常にサーバを経由して行い、サーバは電子価値データひとつひとつに対し、保持しているＩＣカードがどれであるか更新・記録する。電子価値データが利用される際は、サーバが正しいＩＣカードでの行使であるか否かをチェックする（第１の方法）。
【０００５】
また、電子価値データを最初に発行する際、電子価値の発行元のサーバは、発行先のＩＣカードの認証を行い、発行先ＩＣカードを特定して記録する。電子価値データを移動する際には、移動元のＩＣカードは秘密鍵により移動を証明する署名を電子価値データに付加する。この署名は移動が行われるたびに付加され増加していく。電子価値データが行使される際は、サーバが価値の移動に関する署名を順番に検証し、最初に発行したＩＣカードに到達できるか否かをチェックする（第２の方法）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の方法では、電子価値データの移動の際に両方のＩＣカードを常にサーバに接続しなければならず、サーバへ接続する手段が何れか一方のＩＣカードにない場合に移動が行えない。また、常に全ての電子価値データの保有先をサーバが管理しなければならないため、サーバの負荷が非常に大きかった。
【０００７】
また、第２の方法では、移動のたびに署名が付加され、電子価値データのデータ量が増大してしまう。ＩＣカードに記録できる容量は限られているため、移動が何度も繰り返されると署名のデータ量が大きくなりすぎてＩＣカードの記憶容量不足を招き、ついには電子価値データの記録ができなくなり、電子価値データの移動もできなくなってしまう。
【０００８】
以上のように、電子価値データが原本なのかコピーなのかを検出する処理には問題点が多いため、かかる検出処理を不要とすべく、電子価値データのコピー自体を防ぐことが待望されていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、電子価値データのコピー自体を防ぐことができる電子価値データ通信方法、通信システム、ＩＣカード及び携帯端末を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
電子価値データのコピーが防げないのは、解読可能な状態の電子価値データをＩＣカードから読み出すことができるからである。その一方で、ＩＣカード内に記憶されたプログラムは、ＩＣカード内のデータと同じく、第三者はもちろん当該ＩＣカードの持ち主も読み出し及び改竄ができないように外部から保護されている。そこで、本発明は、外部から保護されたＩＣカード内のプログラム同士が直接認証し、電子価値データを直接移動させる構成を採用することで、通信路の途中での改竄やコピーを防ぐこととした。
【００１１】
即ち、上記目的を達成するために、本発明に係る電子価値データ通信方法は、電子価値データを記憶したＩＣカードから他のＩＣカードへ前記電子価値データを移動させる電子価値データ通信方法であって、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証する認証工程と、移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化する暗号化工程と、移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させる移動工程と、移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化する復号化工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る通信システムは、電子価値データを記憶し相互に通信することが可能な複数のＩＣカードを含んで構成された通信システムであって、ＩＣカード間で前記電子価値データを移動させる場合、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証し、移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化し、移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させ、移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化することを特徴とする。
【００１３】
上記のような本発明では、まず、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証する。これにより、移動元のＩＣカードと移動先のＩＣカードの両方において、通信相手先が適正な通信相手先であることを確保することができ、通信相手先が偽造ＩＣカードや未登録のコンピュータではないことが保証される。そして、移動元のＩＣカードが、電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させる。さらに、移動先のＩＣカードは、暗号化された電子価値データを復号化することで、復号化された電子価値データを得ることができる。
【００１４】
このように移動元と移動先のＩＣカード間では、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００１５】
また、本発明は以下のＩＣカードに関する発明として捉えることもできる。即ち、本発明に係るＩＣカードは、電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、目的とする相手方のＩＣカードと相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方のＩＣカードとの間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方のＩＣカードへ移動させるプログラム実行手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
このＩＣカードでは、プログラム実行手段が、プログラム記憶手段に記憶された通信プログラムを実行する。これにより、認証ステップにて、目的とする相手方のＩＣカードとの相互認証が行われ、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合、暗号化通信ステップにて、当該相手方のＩＣカードとの間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動が行われる。これは、本発明のＩＣカードが電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを相手方のＩＣカードへ移動させる場合と、相手方のＩＣカードが電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを本発明のＩＣカードへ移動させ、本発明のＩＣカードが暗号化された電子価値データを受信する場合との両方を含む。
【００１７】
このように本発明のＩＣカードは、相手方のＩＣカードとの間で直接、暗号化された電子価値データの移動を行うため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００１８】
なお、上記本発明のＩＣカードにおいて、通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録された携帯端末および情報処理装置の少なくとも一方も含む構成としてもよい。即ち、本発明は、ＩＣカード同士での電子価値データの移動のみならず、ＩＣカードと携帯端末の間での電子価値データの移動や、ＩＣカードと情報処理装置の間での電子価値データの移動にも適用することができる。
【００１９】
また、上記のようにＩＣカードに適用された本発明は、携帯端末にも適用することができ、同様の作用・効果を奏する。即ち、本発明に係る携帯端末は、電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、目的とする相手方の携帯端末と相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方の携帯端末との間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方の携帯端末へ移動させるプログラム実行手段とを備えたことを特徴とする。このとき、通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録されたＩＣカードおよび情報処理装置の少なくとも一方も含む構成としてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
【００２１】
図１には、本発明に係るＩＣカード１０の構成を示す。この図１に示すように、ＩＣカード１０は、秘密鍵Ｋ１及び証明書Ｃが添付された公開鍵Ｋ２を記憶し通信相手からの鍵情報を記憶する鍵情報記憶手段１２と、通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段１４と、電子価値データＶを記憶する電子価値データ記憶手段１８と、上記通信プログラムを実行するプログラム実行手段１６とを含んで構成されている。
【００２２】
通信プログラムとしては、目的とする相手方のＩＣカードと相互に認証する認証処理を行う認証プログラムＰ１と、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方のＩＣカードとの間で電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信プログラムＰ２とがプログラム記憶手段１４に記憶されている。
【００２３】
プログラム実行手段１６は、暗号化通信プログラムＰ２を実行する場合は、ＩＣカード１０に内蔵された送受信アンテナ（不図示）を用いて、暗号化された電子価値データの相手先への移動及び相手先からの受信を行う。
【００２４】
図２（ａ）には、上記図１のＩＣカード１０と同様の構成のＩＣカードを複数個含んで構成された通信システム１の構成を示す。この図２（ａ）に示すように、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへ電子価値データを移動させる場合、ＩＣカードＡ、Ｂ間を、ＩＣカードＡに対しデータの読み書きを行うＩＣカードリーダライタ２０Ａ、コンピュータ３０Ａ、コンピュータ３０Ｂ、及び、ＩＣカードＢに対しデータの読み書きを行うＩＣカードリーダライタ２０Ｂによって中継する。ここで、ＩＣカードＡとＩＣカードリーダライタ２０Ａの間、及びＩＣカードＢとＩＣカードリーダライタ２０Ｂの間は、非接触型の通信を行ってもよいし、通信線を介した有線通信を行ってもよい。また、ＩＣカードリーダライタ２０Ａとコンピュータ３０Ａの間、及びＩＣカードリーダライタ２０Ｂとコンピュータ３０Ｂの間も、非接触型の通信を行ってもよいし、通信線を介した有線通信を行ってもよい。
【００２５】
詳細は後述するが、図２（ａ）の通信システム１では、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへ電子価値データを移動させる場合、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが相互に相手方を認証した後、これらＩＣカードＡ、Ｂ同士での直接暗号化通信によって電子価値データをＩＣカードＡからＩＣカードＢへ移動させる。
【００２６】
従来は図２（ｂ）のように移動元のＩＣカードＡは、コンピュータ３０Ａとの間で認証した後、ＩＣカードＡからコンピュータ３０Ａへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、コンピュータ３０Ａで一旦復号化していた。そして、コンピュータ３０Ａ、３０Ｂ間で認証した後、コンピュータ３０Ａからコンピュータ３０Ｂへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、コンピュータ３０Ｂで一旦復号化していた。さらに、コンピュータ３０Ｂは、移動先のＩＣカードＢとの間で認証した後、コンピュータ３０ＢからＩＣカードＢへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、最終的にＩＣカードＢで復号化することで、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへの電子価値データの移動を行っていた。ここで、コンピュータ３０Ａ、３０Ｂの各々で復号化したときに生ずる、暗号化されていない電子価値データが、第三者によって解読、改竄及びコピーされるおそれがあった。
【００２７】
ところが、図２（ａ）の通信システム１では、移動元と移動先のＩＣカード間で、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００２８】
次に、図３、図４を用いて、本実施形態での動作を説明する。
【００２９】
図３のＳ１の認証工程では、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが、相互に相手方を認証する。
【００３０】
ここで、相互認証の処理手順を詳述する。なお、本手順の説明において、ＩＣカードＡは単に「Ａ」、ＩＣカードＢは単に「Ｂ」と称する。
【００３１】
（１）まずＡは、自分の証明書ＡをＢに送る（図４に示すメッセージ▲１▼）。なお、証明書Ａには公開鍵Ａが入っており、公開鍵Ａが真にＩＣカードＡの公開鍵であることが証明局により証明されているものとする。
【００３２】
（２）これに対しＢは、証明書Ａを検証し、証明書Ａに入っているＡの公開鍵が正しいものであることを確認する。
【００３３】
（３）そして、Ｂは乱数Ｂを作り出し、Ａの公開鍵で暗号化する。
【００３４】
（４）さらにＢは、自分の証明書Ｂと、Ａの公開鍵で暗号化された乱数ＢをＢに送る（図４のメッセージ▲２▼）。なお、証明書Ｂには公開鍵Ｂが入っており、公開鍵Ｂが真にＩＣカードＢの公開鍵であることを証明されているものとする。
【００３５】
（５）Ａは証明書Ｂを検証し、証明書Ｂに入っているＢの公開鍵が正しいものであることを確認する。
【００３６】
（６）Ａは自分の秘密鍵を使い、暗号化された乱数Ｂを復号化する。
【００３７】
（７）そしてＡは、乱数Ａを作り出し、Ｂの公開鍵で暗号化する。
【００３８】
（８）さらにＡは、Ｂの公開鍵で暗号化された乱数ＡをＢに送る（図４のメッセージ▲３▼）。
【００３９】
（９）Ａは乱数Ａと乱数Ｂから共通鍵生成関数を使って共通鍵ｋ＿ＡＢを生成する。Ｂも乱数Ａと乱数Ｂから共通鍵生成関数を使って共通鍵ｋ＿ＡＢを生成する。同じ生成関数に同じ乱数を入れるのでＡとＢの共通鍵は同じものとなる。
【００４０】
（１０）Ｂは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼をメッセージ認証コード生成関数で計算し、メッセージ認証コード（以下ＭＡＣ）を生成する。ＭＡＣはメッセージを正しく送受信できたことを認証するコード（数値）である。
【００４１】
（１１）Ｂは、前項の（１０）で生成されたＭＡＣをＡに送る（図４のメッセージ▲４▼）。
【００４２】
（１２）Ａは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼をメッセージ認証コード生成関数で計算する。結果は前項の（１１）で送られてきたＭＡＣと同じになるべきである。ここで、同じであれば次の５つのことが証明できる。
１）ＭＡＣが同じであるということは通信相手はｋ＿ＡＢ、メッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼を知っている。
２） ｋ＿ＡＢを知っているということは乱数Ａと乱数Ｂを知っているということである。
３）乱数Ａは公開鍵Ｂで暗号化して送信しているのでこれを知るのは自分自身（Ａ）以外にはＢしかいない。
４）よって通信している相手がＢであることが証明できる。
５）Ｂであることが証明された通信相手はメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼も知っている。よって今までやりとりしてきたメッセージは間違いなくＢから来たものであり、送信したものもＢに正しく届いている。
【００４３】
（１３）Ａは前項（１２）より、通信相手がＢであり、今までのメッセージもＢと正しく送受信できたことが証明された。
【００４４】
（１４）Ａは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼をメッセージ認証コード生成関数で計算し、ＭＡＣを生成する。ＭＡＣはメッセージを正しく送受信できたことを証明するコード（数値）である。
【００４５】
（１５）Ａは、前項の（１４）で生成したＭＡＣをＢに送る（図４のメッセージ▲５▼）。
【００４６】
（１６）Ｂは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼をメッセージ認証コード生成関数で計算する。結果は、前項の（１５）で送られてきたＭＡＣと同じはずである。同じであれば、（１２）項と同じ証明法により、通信相手が正しいＡであり、今までの通信は正しくＡと送受信できていることが判明する。
【００４７】
以上のようにして、ＡとＢは相互に相手方を確実に認証することができる。なお、図４に示すＭＡＣｋ＿ＡＢは、共通鍵ｋ＿ＡＢを使ってメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を生成する関数を表す。
【００４８】
そして、図３において次のＳ２の暗号化工程では、移動元のＩＣカードＡが電子価値データを暗号化する。ここでの暗号化手法は、特定の暗号化手法に限定されるものではなく、移動先のＩＣカードＢとの間で事前に規定されたさまざまな暗号化手法を採用することができる。なお、図１のＩＣカード内の暗号化プログラムＰ２では、コピーコマンド及びデータ読み出しコマンドを含まず、ＩＣカード内のプログラムは改竄できないため、いかなる者も電子価値データのコピー及び電子価値データの読み出しを行うことができない。
【００４９】
次のＳ３の移動工程では、移動元のＩＣカードＡが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードＢへ移動させる。このため、移動元ＩＣカードＡ、移動先ＩＣカードＢの間で、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５０】
次のＳ４の復号化工程では、移動先のＩＣカードＢが、暗号化された電子価値データを復号化する。これにより、移動先のＩＣカードＢは、復号化された電子価値データを得ることができる。
【００５１】
以上のように、コピーコマンド及びデータ読み出しコマンドを持たず改竄不可能なＩＣカード内のプログラムにより、移動元と移動先のＩＣカード間での暗号化通信で電子価値データを移動させるため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５２】
なお、本発明は、ＩＣカード以外に携帯端末（例えば、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ノート型のパーソナルコンピュータ等）にも適用することができる。この場合、相手先との通信機能は、携帯端末が備えた機能を用いることにより、図５（ａ）に示すように認証、暗号化及び電子価値データ等の記憶を行うＩＣチップ５０を携帯端末４０に内蔵した構成で実現することができる。
【００５３】
このときＩＣチップ５０は、図５（ｂ）に示すように、図１のＩＣカード１０と同様の構成を採ることができる。但し、通信機能は携帯端末の機能を用いるため、ＩＣチップ５０にはアンテナ等の通信に係る構成は不要であるため、ＩＣチップ５０のサイズは携帯端末４０に内蔵可能な小型サイズとすることができる。このＩＣチップ５０は、ＩＣカード１０と同様に、外部からのデータ及びプログラムの改竄は不可能とされている。
【００５４】
このようなＩＣチップ５０を内蔵した携帯端末４０同士で、前述したＩＣカード同士の直接暗号化通信と同様の直接暗号化通信により、電子価値データを移動させることで、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５５】
また、本発明は、ＩＣカード同士での電子価値データの移動、携帯端末同士での電子価値データの移動のみならず、予め正規の通信端末として登録されたＩＣカード、携帯端末、及び情報処理装置（例えば、ＰＯＳ端末、据置き型のパーソナルコンピュータ、サーバ、ホストコンピュータ等）同士での電子価値データの移動にも適用することができ、同様の作用・効果を奏することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動元と移動先のＩＣカード間では、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態に係るＩＣカードの構成図である。
【図２】（ａ）は発明の実施形態に係る通信システムの動作を示す図であり、（ｂ）は従来の通信システムの動作を示す図である。
【図３】通信システムにおける通信手順を示す流れ図である。
【図４】認証工程におけるデータのやりとりを示す図である。
【図５】（ａ）は本発明が適用された携帯端末の全体図であり、（ｂ）は携帯端末に内蔵されたＩＣチップの構成図である。
【符号の説明】
１…通信システム、１０…ＩＣカード、１２…鍵情報記憶手段、１４…プログラム記憶手段、１６…プログラム実行手段、１８…電子価値データ記憶手段、２０Ａ、２０Ｂ…ＩＣカードリーダライタ、３０Ａ、３０Ｂ…コンピュータ、４０…携帯端末、５０…ＩＣチップ、Ｃ…証明書、Ｋ１…秘密鍵、Ｋ２…公開鍵、Ｐ１…認証プログラム、Ｐ２…暗号化通信プログラム、Ｖ…電子価値データ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子価値データの移動に関する電子価値データ通信方法、通信システム、ＩＣカード及び携帯端末に関する。なお、電子価値データとは、例えば、電子チケット、電子マネー、電子商品券等を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩＣカードを使った電子価値データの電子価値流通では、ＩＣカード内に、カード毎に固有の識別情報（ＩＤ）や秘密鍵が記憶されており、これらを使ってＩＣカード内の電子価値データが保護されている。また、秘密鍵を利用するプログラムもＩＣカード内に記憶されており、秘密鍵はＩＣカードの持ち主でも読み出すことはできず、ＩＣカード内のプログラムのみが利用できる。その一方で、ＩＣカードに汎用性を持たせるため、ＩＣカード内のプログラムは秘密鍵による認証や汎用的な暗号化を実行できるだけの機能のみを有し、電子価値データ自体の読み込み及び書き込みはＩＣカードリーダライタを接続したコンピュータ上のプログラムが行う構成となっている。ところが、コンピュータ上のプログラムは、第三者が解読して改変することが可能であるため、読み出された電子価値データをコンピュータ上で改竄したり、他のＩＣカードへコピーしたり、といった不正行為が行われるおそれがあった。
【０００３】
このうち改竄は電子署名技術により、ある程度防ぐことができるが、電子価値データのコピーを防ぐことは非常に困難であった。そのため、電子価値データが原本なのかコピーなのかを検出するために以下のような方法を取っていた。
【０００４】
例えば、電子価値データを最初に発行する際、電子価値データの発行元サーバは、発行先のＩＣカードの認証を行い、発行先ＩＣカードを特定して記録する。電子価値データを移動する際は常にサーバを経由して行い、サーバは電子価値データひとつひとつに対し、保持しているＩＣカードがどれであるか更新・記録する。電子価値データが利用される際は、サーバが正しいＩＣカードでの行使であるか否かをチェックする（第１の方法）。
【０００５】
また、電子価値データを最初に発行する際、電子価値の発行元のサーバは、発行先のＩＣカードの認証を行い、発行先ＩＣカードを特定して記録する。電子価値データを移動する際には、移動元のＩＣカードは秘密鍵により移動を証明する署名を電子価値データに付加する。この署名は移動が行われるたびに付加され増加していく。電子価値データが行使される際は、サーバが価値の移動に関する署名を順番に検証し、最初に発行したＩＣカードに到達できるか否かをチェックする（第２の方法）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の方法では、電子価値データの移動の際に両方のＩＣカードを常にサーバに接続しなければならず、サーバへ接続する手段が何れか一方のＩＣカードにない場合に移動が行えない。また、常に全ての電子価値データの保有先をサーバが管理しなければならないため、サーバの負荷が非常に大きかった。
【０００７】
また、第２の方法では、移動のたびに署名が付加され、電子価値データのデータ量が増大してしまう。ＩＣカードに記録できる容量は限られているため、移動が何度も繰り返されると署名のデータ量が大きくなりすぎてＩＣカードの記憶容量不足を招き、ついには電子価値データの記録ができなくなり、電子価値データの移動もできなくなってしまう。
【０００８】
以上のように、電子価値データが原本なのかコピーなのかを検出する処理には問題点が多いため、かかる検出処理を不要とすべく、電子価値データのコピー自体を防ぐことが待望されていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、電子価値データのコピー自体を防ぐことができる電子価値データ通信方法、通信システム、ＩＣカード及び携帯端末を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
電子価値データのコピーが防げないのは、解読可能な状態の電子価値データをＩＣカードから読み出すことができるからである。その一方で、ＩＣカード内に記憶されたプログラムは、ＩＣカード内のデータと同じく、第三者はもちろん当該ＩＣカードの持ち主も読み出し及び改竄ができないように外部から保護されている。そこで、本発明は、外部から保護されたＩＣカード内のプログラム同士が直接認証し、電子価値データを直接移動させる構成を採用することで、通信路の途中での改竄やコピーを防ぐこととした。
【００１１】
即ち、上記目的を達成するために、本発明に係る電子価値データ通信方法は、電子価値データを記憶したＩＣカードから他のＩＣカードへ前記電子価値データを移動させる電子価値データ通信方法であって、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証する認証工程と、移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化する暗号化工程と、移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させる移動工程と、移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化する復号化工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る通信システムは、電子価値データを記憶し相互に通信することが可能な複数のＩＣカードを含んで構成された通信システムであって、ＩＣカード間で前記電子価値データを移動させる場合、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証し、移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化し、移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させ、移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化することを特徴とする。
【００１３】
上記のような本発明では、まず、移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証する。これにより、移動元のＩＣカードと移動先のＩＣカードの両方において、通信相手先が適正な通信相手先であることを確保することができ、通信相手先が偽造ＩＣカードや未登録のコンピュータではないことが保証される。そして、移動元のＩＣカードが、電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させる。さらに、移動先のＩＣカードは、暗号化された電子価値データを復号化することで、復号化された電子価値データを得ることができる。
【００１４】
このように移動元と移動先のＩＣカード間では、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００１５】
また、本発明は以下のＩＣカードに関する発明として捉えることもできる。即ち、本発明に係るＩＣカードは、電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、目的とする相手方のＩＣカードと相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方のＩＣカードとの間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方のＩＣカードへ移動させるプログラム実行手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
このＩＣカードでは、プログラム実行手段が、プログラム記憶手段に記憶された通信プログラムを実行する。これにより、認証ステップにて、目的とする相手方のＩＣカードとの相互認証が行われ、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合、暗号化通信ステップにて、当該相手方のＩＣカードとの間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動が行われる。これは、本発明のＩＣカードが電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを相手方のＩＣカードへ移動させる場合と、相手方のＩＣカードが電子価値データを暗号化し、暗号化された電子価値データを本発明のＩＣカードへ移動させ、本発明のＩＣカードが暗号化された電子価値データを受信する場合との両方を含む。
【００１７】
このように本発明のＩＣカードは、相手方のＩＣカードとの間で直接、暗号化された電子価値データの移動を行うため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００１８】
なお、上記本発明のＩＣカードにおいて、通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録された携帯端末および情報処理装置の少なくとも一方も含む構成としてもよい。即ち、本発明は、ＩＣカード同士での電子価値データの移動のみならず、ＩＣカードと携帯端末の間での電子価値データの移動や、ＩＣカードと情報処理装置の間での電子価値データの移動にも適用することができる。
【００１９】
また、上記のようにＩＣカードに適用された本発明は、携帯端末にも適用することができ、同様の作用・効果を奏する。即ち、本発明に係る携帯端末は、電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、目的とする相手方の携帯端末と相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方の携帯端末との間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方の携帯端末へ移動させるプログラム実行手段とを備えたことを特徴とする。このとき、通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録されたＩＣカードおよび情報処理装置の少なくとも一方も含む構成としてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
【００２１】
図１には、本発明に係るＩＣカード１０の構成を示す。この図１に示すように、ＩＣカード１０は、秘密鍵Ｋ１及び証明書Ｃが添付された公開鍵Ｋ２を記憶し通信相手からの鍵情報を記憶する鍵情報記憶手段１２と、通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段１４と、電子価値データＶを記憶する電子価値データ記憶手段１８と、上記通信プログラムを実行するプログラム実行手段１６とを含んで構成されている。
【００２２】
通信プログラムとしては、目的とする相手方のＩＣカードと相互に認証する認証処理を行う認証プログラムＰ１と、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方のＩＣカードとの間で電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信プログラムＰ２とがプログラム記憶手段１４に記憶されている。
【００２３】
プログラム実行手段１６は、暗号化通信プログラムＰ２を実行する場合は、ＩＣカード１０に内蔵された送受信アンテナ（不図示）を用いて、暗号化された電子価値データの相手先への移動及び相手先からの受信を行う。
【００２４】
図２（ａ）には、上記図１のＩＣカード１０と同様の構成のＩＣカードを複数個含んで構成された通信システム１の構成を示す。この図２（ａ）に示すように、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへ電子価値データを移動させる場合、ＩＣカードＡ、Ｂ間を、ＩＣカードＡに対しデータの読み書きを行うＩＣカードリーダライタ２０Ａ、コンピュータ３０Ａ、コンピュータ３０Ｂ、及び、ＩＣカードＢに対しデータの読み書きを行うＩＣカードリーダライタ２０Ｂによって中継する。ここで、ＩＣカードＡとＩＣカードリーダライタ２０Ａの間、及びＩＣカードＢとＩＣカードリーダライタ２０Ｂの間は、非接触型の通信を行ってもよいし、通信線を介した有線通信を行ってもよい。また、ＩＣカードリーダライタ２０Ａとコンピュータ３０Ａの間、及びＩＣカードリーダライタ２０Ｂとコンピュータ３０Ｂの間も、非接触型の通信を行ってもよいし、通信線を介した有線通信を行ってもよい。
【００２５】
詳細は後述するが、図２（ａ）の通信システム１では、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへ電子価値データを移動させる場合、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが相互に相手方を認証した後、これらＩＣカードＡ、Ｂ同士での直接暗号化通信によって電子価値データをＩＣカードＡからＩＣカードＢへ移動させる。
【００２６】
従来は図２（ｂ）のように移動元のＩＣカードＡは、コンピュータ３０Ａとの間で認証した後、ＩＣカードＡからコンピュータ３０Ａへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、コンピュータ３０Ａで一旦復号化していた。そして、コンピュータ３０Ａ、３０Ｂ間で認証した後、コンピュータ３０Ａからコンピュータ３０Ｂへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、コンピュータ３０Ｂで一旦復号化していた。さらに、コンピュータ３０Ｂは、移動先のＩＣカードＢとの間で認証した後、コンピュータ３０ＢからＩＣカードＢへ暗号化通信によって電子価値データを移動させ、最終的にＩＣカードＢで復号化することで、ＩＣカードＡからＩＣカードＢへの電子価値データの移動を行っていた。ここで、コンピュータ３０Ａ、３０Ｂの各々で復号化したときに生ずる、暗号化されていない電子価値データが、第三者によって解読、改竄及びコピーされるおそれがあった。
【００２７】
ところが、図２（ａ）の通信システム１では、移動元と移動先のＩＣカード間で、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００２８】
次に、図３、図４を用いて、本実施形態での動作を説明する。
【００２９】
図３のＳ１の認証工程では、移動元のＩＣカードＡ及び移動先のＩＣカードＢが、相互に相手方を認証する。
【００３０】
ここで、相互認証の処理手順を詳述する。なお、本手順の説明において、ＩＣカードＡは単に「Ａ」、ＩＣカードＢは単に「Ｂ」と称する。
【００３１】
（１）まずＡは、自分の証明書ＡをＢに送る（図４に示すメッセージ▲１▼）。なお、証明書Ａには公開鍵Ａが入っており、公開鍵Ａが真にＩＣカードＡの公開鍵であることが証明局により証明されているものとする。
【００３２】
（２）これに対しＢは、証明書Ａを検証し、証明書Ａに入っているＡの公開鍵が正しいものであることを確認する。
【００３３】
（３）そして、Ｂは乱数Ｂを作り出し、Ａの公開鍵で暗号化する。
【００３４】
（４）さらにＢは、自分の証明書Ｂと、Ａの公開鍵で暗号化された乱数ＢをＢに送る（図４のメッセージ▲２▼）。なお、証明書Ｂには公開鍵Ｂが入っており、公開鍵Ｂが真にＩＣカードＢの公開鍵であることを証明されているものとする。
【００３５】
（５）Ａは証明書Ｂを検証し、証明書Ｂに入っているＢの公開鍵が正しいものであることを確認する。
【００３６】
（６）Ａは自分の秘密鍵を使い、暗号化された乱数Ｂを復号化する。
【００３７】
（７）そしてＡは、乱数Ａを作り出し、Ｂの公開鍵で暗号化する。
【００３８】
（８）さらにＡは、Ｂの公開鍵で暗号化された乱数ＡをＢに送る（図４のメッセージ▲３▼）。
【００３９】
（９）Ａは乱数Ａと乱数Ｂから共通鍵生成関数を使って共通鍵ｋ＿ＡＢを生成する。Ｂも乱数Ａと乱数Ｂから共通鍵生成関数を使って共通鍵ｋ＿ＡＢを生成する。同じ生成関数に同じ乱数を入れるのでＡとＢの共通鍵は同じものとなる。
【００４０】
（１０）Ｂは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼をメッセージ認証コード生成関数で計算し、メッセージ認証コード（以下ＭＡＣ）を生成する。ＭＡＣはメッセージを正しく送受信できたことを認証するコード（数値）である。
【００４１】
（１１）Ｂは、前項の（１０）で生成されたＭＡＣをＡに送る（図４のメッセージ▲４▼）。
【００４２】
（１２）Ａは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼をメッセージ認証コード生成関数で計算する。結果は前項の（１１）で送られてきたＭＡＣと同じになるべきである。ここで、同じであれば次の５つのことが証明できる。
１）ＭＡＣが同じであるということは通信相手はｋ＿ＡＢ、メッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼を知っている。
２） ｋ＿ＡＢを知っているということは乱数Ａと乱数Ｂを知っているということである。
３）乱数Ａは公開鍵Ｂで暗号化して送信しているのでこれを知るのは自分自身（Ａ）以外にはＢしかいない。
４）よって通信している相手がＢであることが証明できる。
５）Ｂであることが証明された通信相手はメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼も知っている。よって今までやりとりしてきたメッセージは間違いなくＢから来たものであり、送信したものもＢに正しく届いている。
【００４３】
（１３）Ａは前項（１２）より、通信相手がＢであり、今までのメッセージもＢと正しく送受信できたことが証明された。
【００４４】
（１４）Ａは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼をメッセージ認証コード生成関数で計算し、ＭＡＣを生成する。ＭＡＣはメッセージを正しく送受信できたことを証明するコード（数値）である。
【００４５】
（１５）Ａは、前項の（１４）で生成したＭＡＣをＢに送る（図４のメッセージ▲５▼）。
【００４６】
（１６）Ｂは共通鍵ｋ＿ＡＢとメッセージ▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼をメッセージ認証コード生成関数で計算する。結果は、前項の（１５）で送られてきたＭＡＣと同じはずである。同じであれば、（１２）項と同じ証明法により、通信相手が正しいＡであり、今までの通信は正しくＡと送受信できていることが判明する。
【００４７】
以上のようにして、ＡとＢは相互に相手方を確実に認証することができる。なお、図４に示すＭＡＣｋ＿ＡＢは、共通鍵ｋ＿ＡＢを使ってメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を生成する関数を表す。
【００４８】
そして、図３において次のＳ２の暗号化工程では、移動元のＩＣカードＡが電子価値データを暗号化する。ここでの暗号化手法は、特定の暗号化手法に限定されるものではなく、移動先のＩＣカードＢとの間で事前に規定されたさまざまな暗号化手法を採用することができる。なお、図１のＩＣカード内の暗号化プログラムＰ２では、コピーコマンド及びデータ読み出しコマンドを含まず、ＩＣカード内のプログラムは改竄できないため、いかなる者も電子価値データのコピー及び電子価値データの読み出しを行うことができない。
【００４９】
次のＳ３の移動工程では、移動元のＩＣカードＡが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードＢへ移動させる。このため、移動元ＩＣカードＡ、移動先ＩＣカードＢの間で、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５０】
次のＳ４の復号化工程では、移動先のＩＣカードＢが、暗号化された電子価値データを復号化する。これにより、移動先のＩＣカードＢは、復号化された電子価値データを得ることができる。
【００５１】
以上のように、コピーコマンド及びデータ読み出しコマンドを持たず改竄不可能なＩＣカード内のプログラムにより、移動元と移動先のＩＣカード間での暗号化通信で電子価値データを移動させるため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５２】
なお、本発明は、ＩＣカード以外に携帯端末（例えば、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ノート型のパーソナルコンピュータ等）にも適用することができる。この場合、相手先との通信機能は、携帯端末が備えた機能を用いることにより、図５（ａ）に示すように認証、暗号化及び電子価値データ等の記憶を行うＩＣチップ５０を携帯端末４０に内蔵した構成で実現することができる。
【００５３】
このときＩＣチップ５０は、図５（ｂ）に示すように、図１のＩＣカード１０と同様の構成を採ることができる。但し、通信機能は携帯端末の機能を用いるため、ＩＣチップ５０にはアンテナ等の通信に係る構成は不要であるため、ＩＣチップ５０のサイズは携帯端末４０に内蔵可能な小型サイズとすることができる。このＩＣチップ５０は、ＩＣカード１０と同様に、外部からのデータ及びプログラムの改竄は不可能とされている。
【００５４】
このようなＩＣチップ５０を内蔵した携帯端末４０同士で、前述したＩＣカード同士の直接暗号化通信と同様の直接暗号化通信により、電子価値データを移動させることで、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【００５５】
また、本発明は、ＩＣカード同士での電子価値データの移動、携帯端末同士での電子価値データの移動のみならず、予め正規の通信端末として登録されたＩＣカード、携帯端末、及び情報処理装置（例えば、ＰＯＳ端末、据置き型のパーソナルコンピュータ、サーバ、ホストコンピュータ等）同士での電子価値データの移動にも適用することができ、同様の作用・効果を奏することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動元と移動先のＩＣカード間では、暗号化された電子価値データが直接移動するため、通信路途中での第三者による解読及び改竄を防止し、コピーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態に係るＩＣカードの構成図である。
【図２】（ａ）は発明の実施形態に係る通信システムの動作を示す図であり、（ｂ）は従来の通信システムの動作を示す図である。
【図３】通信システムにおける通信手順を示す流れ図である。
【図４】認証工程におけるデータのやりとりを示す図である。
【図５】（ａ）は本発明が適用された携帯端末の全体図であり、（ｂ）は携帯端末に内蔵されたＩＣチップの構成図である。
【符号の説明】
１…通信システム、１０…ＩＣカード、１２…鍵情報記憶手段、１４…プログラム記憶手段、１６…プログラム実行手段、１８…電子価値データ記憶手段、２０Ａ、２０Ｂ…ＩＣカードリーダライタ、３０Ａ、３０Ｂ…コンピュータ、４０…携帯端末、５０…ＩＣチップ、Ｃ…証明書、Ｋ１…秘密鍵、Ｋ２…公開鍵、Ｐ１…認証プログラム、Ｐ２…暗号化通信プログラム、Ｖ…電子価値データ。
Claims (6)
- 電子価値データを記憶したＩＣカードから他のＩＣカードへ前記電子価値データを移動させる電子価値データ通信方法であって、
移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証する認証工程と、
移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化する暗号化工程と、
移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させる移動工程と、
移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化する復号化工程と、
を有する電子価値データ通信方法。 - 電子価値データを記憶し相互に通信することが可能な複数のＩＣカードを含んで構成された通信システムであって、
ＩＣカード間で前記電子価値データを移動させる場合、
移動元のＩＣカード及び移動先のＩＣカードが、相互に相手方を認証し、
移動元のＩＣカードが、前記電子価値データを暗号化し、
移動元のＩＣカードが、暗号化された電子価値データを移動先のＩＣカードへ移動させ、
移動先のＩＣカードが、前記暗号化された電子価値データを復号化する、
ことを特徴とする通信システム。 - 電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、
目的とする相手方のＩＣカードと相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方のＩＣカードとの間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、
前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方のＩＣカードへ移動させるプログラム実行手段と、
を備えたＩＣカード。 - 前記通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録された携帯端末および情報処理装置の少なくとも一方も含まれることを特徴とする請求項３記載のＩＣカード。
- 電子価値データを記憶する電子価値データ記憶手段と、
目的とする相手方の携帯端末と相互に認証する認証ステップと、適正な相手方であるとの認証結果が得られた場合に、当該相手方の携帯端末との間で、電子価値データの暗号化及び暗号化された電子価値データの移動を行う暗号化通信ステップとを有する通信プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、
前記通信プログラムを実行することで、前記電子価値データ記憶手段に記憶された電子価値データを相手方の携帯端末へ移動させるプログラム実行手段と、
を備えた携帯端末。 - 前記通信の相手方には、予め正規の通信相手として登録されたＩＣカードおよび情報処理装置の少なくとも一方も含まれることを特徴とする請求項５記載の携帯端末。
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