JP2013539099A - スマートカードを個人専有化する単純化された方法とその関連装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、一般的な正規の装置に適用可能な暗号化装置を用いて電子装置を個人専有化する方法に関連する。前記暗号化装置は、使用者から予定された個人専有化サーバへの秘密コードの伝送の機密性を保証することを可能にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スマートカードを個人専有化するための単純化された方法に関連する。
より具体的には、本発明は、最高のセキュリティレベルを保ちながら、一般的なスマートカードリーダを通して個人専用化する情報を入力することを可能とする方法に関連する。

携帯電子機器は小型化とともに急成長を遂げている。今日、電子機器は手に持って操作することができ、数年前のデスクトップコンピュータよりも多くのコンピュータの機能を備えている。
小型化する機器と性能の向上の相伴う進化は、その適用について新しい展望を切り開いた。
今日、携帯電話もしくは音楽プレイヤは、暗号法の操作を実行することができ、情報を符号化または復号化することができる。
内蔵された電子機器の進化の先鋒として、マイクロチップはその適用の進化を経験している。

マイクロチップは、現在、数多くの装置に内蔵されている。スマートカードはもちろん、電子身分証明書や高性能の粘着ラベル等にまで用いられている。
このようなマイクロチップ（一般的に「演算器」とも呼ばれる）は特に高いセキュリティ性能を提供し、セキュリティに関しての利用を集中させることに成功し、もしくは少なくとも適用を保証することを可能とした。
従って、マイクロチップは政府または銀行の業務等に一般的に使用される。

すべてのこのような適用は個人専用化という特に重要なステップに基づいている。このステップの間にデータ、より具体的には機密がチップに書き込まれる。
これらの機密のいくつかは最終使用者に関連付けられることもある。また、そのような機密は例えば暗号であることもある。ＰＩＮ ＣＯＤＥ（個人識別番号コードを表す）とも呼ばれる暗号は、正規ユーザがチップと同一であるとみなすことを可能とする。銀行カードの場合において、取引の前に、その使用者が前記取引を行う資格を有するか確かめるために使用者に暗号を要求することは一般的な方法である。

そのような操作を実行するために：
−カードが端末に挿入され、
−端末が使用者に暗号を入力するよう指示し、
−端末が入力された暗号をカードに送信し、そこから暗号の識別を要求し、
−カードが暗号を検証し、端末に検証の結果を知らせる。

入力されたコードを検証可能とするために、カードはコードのすべて、もしくは一部を知っている必要がある。単純な実施において、カードはコード自体を知っていて、それを入力されたコードと比較する。より高度な実施形態においては、カードはコードの情報（例えばハッシュに基づくコード）を有し、入力されたコード内に同一の情報を検索する。
どんな場合においても、カードはコードを検証するためにそのコードの全部または一部を知っている必要がある。

その適用と同様、電子装置の意義深い多様化は互いに記憶されるべき暗号の数の著しい増加を促した。この現象はなによりも、より簡単に覚えられるように自分で暗号を選択したいという利用者の必要に支持された。
そこで、ほとんどの場合保護された場所に一元管理されていて、非常に安全な個人専有化プロセスに利用者が加わることが問題となる。

最初に考えられた解決策は、個人専有化を行うセンタと利用者との間で遠隔通信を設けることである。この手順において、例えば銀行や政府の支部のように、通常、利用者は支部にいたため、つまり、個人専有化を行うセンタとすべての支部の間に安全な通信を設けることを意味した。
この解決法は、安全な個人専有化システムへのそれほどたくさんの潜在的参入に伴う重大な危険性によってすぐに放棄された。

二つ目の熟慮された解決策は、一般的にＨＳＭ（ハードウェアセキュリティモジュールを表す）と呼ばれる安全な暗号化ユニットを備えるそれぞれの支部の装備である。このようなハードウェアセキュリティモジュールは、安全な環境でデータを暗号化し、ひいては続いてデータを伝送することを可能とする。
より広義においては、ＨＳＭ（ハードウェアセキュリティモジュール）は、不正開封防止装置がついていると考えられる装置であり、暗号関数を提供する。この装置は、暗号キーを生み出し、保存し、使用し、保護するというセキュリティサービスを提供する、装備の電子製品である。

この場合、暗号化されるべきデータは、最終利用者によって提供された、例えば利用者の暗号等のデータである。
個人専有化を行うセンタにデータが伝送された後、個人専有化を行うセンタはデータを解読する手段（ほとんどの場合もう１つのＨＳＭ）を有しているためデータを分析し処理することができる。
この解決策が直面する問題は、そのようなＨＳＭの極めて高い費用である。

また、個人専有化チェーンにおいて新しい装置を用いることは、前記チェーンの新たな認証を必要とする。実際のところ、このような極めて安全なプロセスは、「認証」と呼ばれる一連の試験や検証に出される。それによる「ラベル」がすべての利用者に、システム全体のセキュリティが専門家によって検査を受けていることを保証している。
しかしながら、ＨＳＭ、もしくは他のどんな装置をチェーンに挿入することは、新たな認証を必要とし、それは極めて高い費用がかかるのである。

従って本発明は、個人専有化チェーンにおいて装置を修正することなく、最終利用者を含めた個人専有化手段を提供しようとするものである。
最初に、本発明は、保全端末と、個人専有化プログラムとも呼ばれるコンピュータプログラムを実行可能なコンピュータとも呼ばれる通信電子装置とを用いて、ターゲットとも呼ばれる電子装置を個人専用化する方法を述べる。この方法は、以下の手段を有する：
−前記端末に暗号化装置とも呼ばれる保全電子装置を挿入し、
−個人専用化プログラムが、前記暗号化装置にコードを送信するように前記端末に指示を送り、
−「規定コード」とも呼ばれる暗号が端末のキーボードを用いて入力され、前記暗号が指示ＲＥＱを通して暗号化装置に伝送され、
−前記規定コードが暗号化装置のメモリ内に保存され、
−前記個人専有化プログラムから端末を通して暗号化装置に≪暗号化された暗証番号取得≫指令が送信され、
−前記暗号化装置が、「暗号化された規定コード」を取得するために暗号化アルゴリズムＡＬＧとキーＫを用いて前記規定コードを暗号化し、
−暗号化された規定コードが個人専有化プログラムに伝送される。

指示ＲＥＱは、規定コードを検証するための指示である。
そのような暗号化された規定コードは、通信回線を介して利用可能な個人専用化サーバに伝送される。
個人専用化手段はさらに、暗号化装置が規定コードを受信したときに、少なくとも１つのセキュリティルールが分析される検証の手順を含む。
暗号化装置は個人専用化プログラムに、セキュリティルールの適用の結果によって異なる反応を、端末を通して返送する。そのようなセキュリティルールは例えば規定コードのフォーマットを検証することである。

次に、本発明は、不揮発性メモリと、暗号化キーKと、暗号化アルゴリズムALGとを含む保全電子装置であって、以下の方法を備えることを特徴とする保全電子装置について述べる：
−規定コードを検証する指令の枠組みの中で内蔵メモリ内に規定コードを保存し、
−「暗号化された規定コード」を取得するためにアルゴリズムALGとキーKを適用することで規定コードを暗号化し、
−≪暗号化された暗証番号取得≫指令に応答して「暗号化された規定コード」を送信する。

このような装置は、それぞれのコンテクストに付随する規定コードの正確さを検証することを可能とする指令に特有の処理である、コンテクストを変更することを可能とする手段を含む。
また、このような装置は、不揮発性メモリ内に少なくとも１つのセキュリティルールをも含む。このセキュリティルールは、例えば、規定コードを構成する特徴が同一でないことを検証することによって、または規定コードを構成する特徴が単純な等差数列をなすものではないことを検証することによって、規定コードのサイズがBｍｉｎとＢｍａｘの所定の境界内に含まれていることを検証する。

本発明の１つの利点は、非常に低コストで個人専有化チェーンの適用を行うことができる点にある。実際のところ、管理装置（暗号化装置とも呼ばれる）のコスト、形式が好まれる場合、より具体的にはスマートカードのコストは、すべての支部のHSMを備える装備とはまったく異なるものである。
本発明のその他の特徴や利点は、以下の説明の中で、添付の図面に言及しながら直接的かつ非制限的に詳細に述べられている。

本発明に記載の方法を図示するシーケンス線図を示す。

本発明に記載の個人専用化の方法を実施する、ほとんどすべてのＰＯＳは既にコンピュータ２と、スマートカードリーダ３と、デジタル接続とを備えている。
本発明は、例えばスマートカードなどの、「暗号化装置」とも呼ばれる保全電子装置４の利用を提供する。このような暗号化装置は少なくとも以下の２つの指令を受信することができる：規定コード７の正確さを検証することを可能とする指令８と、≪暗号化された暗証番号取得≫指令１２。
検証指令８は、例えば「暗証番号検証」指令（ＩＳＯ７８１６−４）である。

暗証番号検証指令はカード内における、インターフェース装置から送られた検証データとカードに記憶された参照データとの比較を開始する。
≪暗号化された暗証番号取得≫指令１２は、カードが規定コード７の暗号化された値１３を返送することを可能とする。
このような指令は好ましくはリーダ３を通してコンピュータ２から送られる。必要であれば、この指令は、カードとの通信が可能となるように、リーダの包括的な指令の中にカプセル化される。

１つの実施形態において、暗号化された暗証番号取得指令は、検証指令８が事前に実行された場合のみ暗号化された暗証番号を返送することができる。
しかしながら、暗号化装置４は独自の方法でこれらの指令を処理することができる。
実際のところ、本発明に記載のいわゆる個人専用化の１つの実施形態において、前記暗号化装置は、暗証番号検証指令を受信すると、規定された暗証番号を設定値として内蔵メモリ内に保存する。そして、暗証番号の検証が正しく実行され肯定的な結果を得られたことを意味する、例えば「OK」などといった恣意的な返答をする。

暗号化された暗証番号取得指令１２を受信すると、暗号化装置は、暗号化アルゴリズムＡＬＧとキーＫを用いて前記規定暗証番号７を暗号化する。
このような暗号化は当業者に公知のどのような暗号化手段、より具体的には対称なもしくは非対称なアルゴリズム、を用いても実行されうる。
対称暗号もしくは秘密鍵暗号方式は、２人の参加者による秘密の共有知識に基づいている。
例えばＤＥＳ、３ＤＥＳ、ＡＥＳ・・・のように用いられるアルゴリズムは、メッセージの暗号を知っているときに、暗号化に用いられているキーを知らずにプレーンメッセージを見つけることがほぼ不可能であるという事実に基づいている。

非対称暗号もしくは公開鍵暗号は、不可逆的な関数の存在に基づいている。
公開鍵暗号は、従って、一対のキーを用いた非対称のキーシステムである。このようなキーは、一般的に「公開鍵」と「秘密鍵」と呼ばれ、一つのキーで暗号化された内容はもう一方のキーでしか解読できないように設計されている。
注目すべき点は、公開鍵から秘密鍵を推測することは不可能である点である。

公開鍵と秘密鍵の対を生成することは本発明の目的ではない。最先端技術に述べられているすべての手段、あるいはこのようなキーの対の取得を可能とする将来の技術は本発明に適用される。
一つの公開鍵にいくつかの秘密鍵が関連付けられ、それぞれの秘密鍵が公開鍵に暗号化された内容の全体もしくは一部を解読することを可能とする「グループ暗号」タイプのキーは、本発明に完璧に適用されることができる。

暗号化された暗証番号取得指令に応答して、暗号化装置はこのように前記暗号化された暗証番号を返答する。
好ましい実施形態において、暗号化装置４は、利用者の身元を検証することを可能とする、当業者に公知のセキュリティと認証の機構を含む。

本発明に特に適合する解決策は、利用コンテクストを作り出すことにある。実際のところ、ログオンの際、例えば暗号化装置の電源を入れたとき、≪暗証番号検証≫指令は、７６１６−４（もしくはＥＴＳＩ１０２−２２１）に従い、いわゆる標準作業（標準コンテクスト）を有する。利用者の認証が成功した場合、装置は自動的に、もしくは注文に応じて本発明に記載のいわゆる暗号化コンテクストに切り替えられる。この実施形態において、本発明に記載の「暗証番号検証」指令は上記のように実行される。

例えば、図１に示される典型的な利用において、利用者５は銀行のカウンターに行って将来の銀行カードの暗証番号を選択する。
個人専用化操作担当の財務顧問が自身の暗号化カード４をスマートカードリーダ３に挿入する。
本発明に記載の個人専用化プログラムが、前記スマートカードリーダが接続されたコンピュータ２で実行される。

前記プログラムはカードリーダに暗証番号検証指令６を送る（暗証番号検証）。リーダは安全モードに切り替え、対象となる暗証番号が入力されるのを待つ。
利用者５がカードリーダの安全なキーボードに、将来の銀行カードに入力したい暗証番号７を入力する。
規定暗証番号７は暗号化カードに、暗証番号検証指令８の設定値として伝送される。
暗号化カード４は次に、その内蔵メモリ内に規定暗証番号７を保存する。

本発明の単純な実施形態において、暗号化カードは、例えばＯＫというような恣意的な返答９を返送する。
本発明のより高度な実施形態においては、カードは、所定のセキュリティルールが適合されているか確かめるために、一連の規定暗証番号検証ルールを有利に含む。例えば、カードは、規定暗証番号を構成する桁数が所定のＢｍｉｎ境界とＢｍａｘ境界の範囲内にあることを検証する。このような境界は、例えば暗証番号検証指令の設定値としてセキュリティルールにおいて定義され、もしくは前記コンピュータで実行された個人専用化プログラムによって伝送される。

このようなセキュリティルールは、規定コードを構成する全ての数字が同一ではないこと、もしくは規定コードを構成する数字が、例えば等差数列などのささいな数列を形成していないことをも検証する。
この実施形態において、暗証番号検証指令に対し、ルールが適合されている場合はＯＫ、されていない場合はＫＯとカードが返答する。この返答はカードリーダによって、コンピュータで実行されている本発明に記載の個人専用化プログラムに伝送される。

一つの実施形態において、暗証番号の確かな検証に加えて、暗号化カードは３つ目のコンテクスト、すなわち確認コンテクストに切り替わる。
このコンテクストにおいて、カードは、少なくとも１つの新しい暗証番号検証指令を待ち、規定暗証番号が本当に同一であることを検証する。この新しい暗証番号検証は、規定暗証番号が事前に与えられたものと本当に同一であった場合に成功とみなされる。最適化目的のために、またセキュリティルールが規定暗証番号に適用された場合に、このようなルールは最初の規定暗証番号のみに有利に適用され、後に続くものは前記最初の規定暗証番号と同一であるだけである。
このようなコンテクストは、暗証番号入力時のキーイングエラーを回避することを可能とする。

安全上の理由で、本発明の好ましい実施形態は、手段のこの段階において、暗号化カードを保持する従業員の同一性をもう一度確認するために、標準コンテクストへ回帰することを含む。
コンピュータ２で実行される個人専用化プログラムは次に、スマートカードリーダ３を通して≪暗号化された暗証番号取得≫指令１１、１２を送る。指令を受信すると、暗号化カード４は暗号化アルゴリズムとキーによって暗号化された規定暗証番号１３を返送する。

当業者に公知であり、暗号化セキュリティの最適化を可能とするすべての機構は有利に実行される。より具体的には、同じキーを体系的に使用しないためにキーを引き出すこと、暗号化演算への変数の挿入、もしくは前記暗号化におけるＯＴＰ（「使い捨てパスワード」）の使用である。ＯＴＰは一度しか使用されない、作成された値である。
認定された装置による後続するデータ項目の解読を保証する、システムセキュリティの向上を可能とするすべての機構が適用される。

このような暗号化は、入力された暗証番号が、カードの外側でありのままに表示されることがないことを可能とする。従って、暗証番号の値を知るのは利用者本人だけである。操作を実行する財務顧問もそれを取得しようがない。
暗号化された暗証番号１３は、暗号化カードによってスマートカードリーダに伝送され、同様にスマートカードリーダからコンピュータで実行される個人専用化プログラムに暗号化された暗証番号１４が伝送される。

コンピュータは次に、暗号化された暗証番号１５を、「ターゲット」と呼ばれる将来のスマートカードの最終個人専用化を担うデータ処理サーバ１に伝送する。このようなサーバ１は、最適な安全条件の下で前記暗証番号を解読するために必要な暗号法の手段を有する。このサーバに接続されたＨＳＭ（ハードウェアセキュリティモジュール）は、手段のこのような手順において特に適用される。

ＨＳＭは保全電子装置であり、プライバシーとセキュリティの最も安全な保証を請け合う。
このような伝送は、デジタルデータの交換を可能とするものとして当業者に周知の手段を使って実行される。好ましい実施形態においては、そのような伝送はネットワークを通して安全モードで実行される。

１：データ処理サーバ（個人専有化サーバ）
２：コンピュータ（通信電子装置）
３：スマートカードリーダ（保全端末）
４：保全電子装置（暗号化装置、暗号化カード）
５：利用者
６：暗証番号検証指令
７：規定コード（規定暗証番号）
８：検証指令（指示ＲＥＱ）
９：恣意的な返答
１１：≪暗号化された暗証番号取得≫指令
１２：≪暗号化された暗証番号取得≫指令
１３：暗号化された規定暗証番号（暗号化された暗証番号、暗号化された規定コード）
１４：暗号化された暗証番号
１５：暗号化された暗証番号

Claims (12)

1. 保全端末（３）と、「個人専用化プログラム」と呼ばれるコンピュータプログラムを実行可能な「コンピュータ」と呼ばれる通信電子装置（２）とを用いて、「ターゲット」と呼ばれる電子装置を個人専有化する方法において、
   −「暗号化装置」と呼ばれる保全電子装置（４）が前記端末（３）に挿入され、
   −前記個人専有化プログラムが、前記暗号化装置にコードを送信するように前記端末に指示（６）を送り、
   −前記端末（３）のキーボードを用いて「規定コード」（７）と呼ばれる暗号が入力され、前記暗号が指示ＲＥＱ（８）を通して前記暗号化装置（４）に伝送され、
   −前記規定コード（７）が前記暗号化装置（４）のメモリ内に保存され、
   −前記個人専有化プログラムが、前記端末（３）を通して前記暗号化装置（４）に≪暗号化された暗証番号取得≫指令を送信し、
   −前記暗号化装置（４）が、「暗号化された規定コード」を取得するために暗号アルゴリズムＡＬＧとキーＫを用いて前記規定コード（７）を暗号化し、
   −前記暗号化された規定コード（１３）が前記個人専有化プログラムに伝送される、手順からなることを特徴とする方法。
2. 個人専有化方法において、前記指示ＲＥＱ（８）は前記規定コード（７）を検証するための指令であることを特徴とする、請求項１に記載の個人専有化方法。
3. 個人専有化方法において、前記暗号化された規定コード（１３）が通信回線を介して利用可能な個人専有化サーバ（１）に伝送されることを特徴とする、請求項１または２に記載の個人専有化方法。
4. 個人専有化方法において、前記暗号化装置（４）がさらに前記規定コード（７）を受信したときに少なくとも一つのセキュリティルールが分析される検証の手順を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の個人専有化方法。
5. 個人専有化方法において、前記暗号化装置（４）が前記端末（３）を通して前記個人専有化プログラムに前記セキュリティルールの適用の結果によって異なる反応を返送することを特徴とする、請求項４に記載の個人専有化方法。
6. 個人専有化方法において、前記セキュリティルールが前記規定コードのフォーマットの検証に存することを特徴とする、請求項４または５に記載の個人専有化方法。
7. 不揮発性内蔵メモリと、暗号法のキーＫと、暗号アルゴリズムＡＬＧとを含む保全電子装置（４）において、
   −規定コードを検証するための指令の枠組み内で前記内蔵メモリ内に前記規定コードを保存し、
   −「暗号化された規定コード」を取得するために前記アルゴリズムＡＬＧと前記キーＫを適用することで前記規定コードを暗号化し、
   −≪暗号化された暗証番号取得≫の指令に応えて前記「暗号化された規定コード」を送信する、ための手段を備えることを特徴とする保全電子装置。
8. 保全電子装置（４）において、それぞれのコンテクストの付随する規定コードの正確さを検証することを可能とする指令に特有の処理である、前記コンテクストを変更することを可能とする手段を含むことを特徴とする、請求項７に記載の保全電子装置。
9. 保全電子装置において、不揮発性メモリ内に少なくとも１つのセキュリティルールを含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の保全電子装置。
10. 保全電子装置において、前記セキュリティルールが、前記規定コードのサイズがＢｍｉｎとＢｍａｘの所定の境界内に含まれているかを検証することを特徴とする、請求項９に記載の保全電子装置。
11. 保全電子装置において、前記セキュリティルールが、前記規定コードを構成する特徴が一致しないことを検証することを特徴とする、請求項９に記載の保全電子装置。
12. 保全電子装置において、前記セキュリティルールが、前記規定コードを構成する特徴が単純な等差数列を形成しないことを検証することを特徴とする、請求項９に記載の保全電子装置。

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