軽量アクセス認証方法、及びシステム
軽量アクセス認証方法、及びシステムであって、方法は、信頼できる第三者機関が、ＭＳＧを暗号化することによって形成されたＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込み、第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティから取得し、ＭＳＧ暗号テキストを取得した後に、鍵を、信頼できる第三者機関から取得し、ＭＳＧ暗号テキストが、鍵に従って復号され、ＭＳＧプレーンテキストが取得されることを含む。本発明の実施形態は、装置及び環境によって制限された条件において広く適用されることが可能であり、アクセス認証が簡素化及び軽量化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００７年１２月３日に中国専利局に出願された、「軽量アクセス認証方法（Ａ ＬＩＧＨＴ ＡＣＣＥＳＳ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」と題された、中国特許出願第２００７１０１８８４６６．９号の優先権を主張するものであり、当該出願の全内容は、参照によって本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明の実施形態は、軽量（Ｌｉｇｈｔ）アクセス認証方法、及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーク（無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）又は無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）など）の場合、セキュリティ問題は、有線イーサネット（登録商標）におけるものよりもはるかに深刻である。無線周波数識別ラベル（ＲＦＩＤ）も、セキュリティ問題に直面している。ＲＦＩＤにおけるリーダ／ライタと電子ラベルとの間でのセキュリティ認証及び鍵ネゴシエーションの問題が、セキュアな通信の前に、効果的に対処されなければならない。
【０００４】
一般に、電子ラベルは、使用状況と適用環境とに応じて、次の３つのタイプに分類することができる。１）ある程度の記憶容量と計算能力とを有する、読み出し、及び書き込み可能な高レベル電子ラベル、２）性能がわずかに低いことを除き、高レベル電子ラベルと同様の機能を有する、中間レベル電子ラベル、３）いくらかのデータ情報を記録するためにのみ使用され、情報をリーダ／ライタが読み出し可能であることを保証する、低レベル電子ラベル。一般に、低レベル電子ラベルは、記憶、計算、及び情報の再書き込みの能力を有さない。スーパーマーケットにおける商品の価格ラベルは、低レベル電子ラベルに属する。
【０００５】
前者の２つのタイプの電子ラベルについては、電子ラベルとリーダ／ライタとの間のチャネルのセキュリティが、認証プロトコルを介して保証されることが可能である。第３のタイプの電子ラベルについては、既存の認証手法を介してセキュリティを達成することは実施可能ではなく、その理由は、情報を単に記憶する媒体としての、このタイプの電子ラベル自体が、計算及び記憶能力も、アイデンティティ情報なども有さないからである。例えば、ＷＬＡＮにおけるＷＬＡＮ認証及びプライバシーインフラストラクチャ（ＷＡＰＩ）セキュリティプロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉ、及びＷＭＡＮ ＩＥＥＥ８０２．１６ｅなどのセキュリティ手法は、プロトコルの全ての当事者が、計算及び記憶などの基本性能を有することを要求する。従って、そのようなセキュリティ手法は、前者の２つの電子ラベルには多かれ少なかれ適用されることが可能であるが、第３の電子ラベルに適用されることは全く可能ではない。従って、上記の第３のタイプの電子ラベルのセキュリティは、新たに設計されたセキュリティ手法によって実施されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑みて、本発明の目的は、計算及び記憶能力とアイデンティティ情報とを有さない電子ラベルのセキュリティを達成するための、軽量アクセス認証方法及びそのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の技術的解決法は、
信頼できる第三者機関（ｔｒｕｓｔｅｄ ｔｈｉｒｄ ｐａｒｔｙ）が、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）内に書き込むステップと、
第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティから取得し、第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを取得すると、鍵を信頼できる第三者機関から取得するステップと、
鍵を使用してＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定するステップと、を含む、軽量アクセス認証方法を提供する、
ことである。
【０００８】
好ましくは、信頼できる第三者機関がＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティ内に書き込む前に、方法は、２つのｑ次巡回群（ｑｔｈ−ｏｒｄｅｒ ｃｙｃｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ）（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、暗号化鍵Ｋとを含む、システムパラメータを作成する、ことを更に含む。
【０００９】
好ましくは、信頼できる第三者機関が、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込むステップは、
鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算し、秘密鍵をセキュアに記憶し、
秘密乱数ｒを選択し、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、
Ｋを使用してＭＳＧを暗号化して、対応する暗号テキストＣＭＳＧを取得し、
ＣＰ＝ｒ・Ｐを計算し、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとから構成されるＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込む、
ことを含む。
【００１０】
好ましくは、第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティから取得することは、
第２のエンティティが、データ要求メッセージを、第１のエンティティに送信し、
第１のエンティティが、データ要求に応えて、ＭＳＧ暗号テキストを含むデータ応答メッセージを、第２のエンティティに送信する、
ことを含む。
【００１１】
好ましくは、データ要求メッセージは、空の内容（ｅｍｐｔｙ ｃｏｎｔｅｎｔ）を有するメッセージである。
【００１２】
好ましくは、第２のエンティティが、鍵を、信頼できる第三者機関から取得することは、
第２のエンティティが、鍵要求メッセージを、信頼できる第三者機関に送信し、鍵要求メッセージは、要求される鍵の識別子と一回限りの乱数とを運び、
信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信し、
鍵応答メッセージは、鍵の識別子に対応する鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストと、ＣＰ１と、Ｎｏｎｃｅフィールドと、メッセージインテグリティコードを運ぶＭＩＣフィールドとを運び、ここで、鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストは、暗号化鍵ＥＫを使用してＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、ＥＫは、Ｋ１から導き出され、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２であり、式中、ｒ１は、秘密乱数であり、ＩＤ２は、第２のエンティティのアイデンティティ情報であり、ＱＴＴＰは、第３のエンティティ自体の公開鍵であり、
鍵応答メッセージを受信すると、第２のエンティティが、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、式中、Ｓ２は、第２のエンティティの秘密鍵を示し、Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、第２のエンティティ自体によって選択された乱数であると判定された場合、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとをＫ１から導き出し、ＩＫからＭＩＣを再計算し、再計算されたＭＩＣを受信したＭＩＣと比較し、再計算されたＭＩＣが受信したＭＩＣと一致している場合、ＥＫを使用してＣＳＫｅｙＩＤを復号してＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得し、又は、再計算されたＭＩＣが受信したＭＩＣと一致していない場合、手順を終了する、ことを含む。
【００１３】
好ましくは、第２のエンティティが、鍵を、信頼できる第三者機関から取得することは、
Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、第２のエンティティによって選択された乱数ではないと判定された場合、手順を終了する、ことを更に含む。
【００１４】
好ましくは、信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信することは、
信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージを、第２のエンティティから受信し、第２のエンティティのアイデンティティの正当性を認証し、認証が成功した場合、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信する、ことを含む。
【００１５】
好ましくは、本発明の別の実施形態は、第１のエンティティと、第２のエンティティと、信頼できる第三者機関である第３のエンティティと、を含む、軽量アクセス認証システムを提供し、
第１のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを第３のエンティティから受信し、データ要求を第２のエンティティから受信すると、ＭＳＧ暗号テキストを第２のエンティティに供給する、ように適合された、第１の処理装置を含み、
ＭＳＧ暗号テキストは、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを運び、ここで、ＰＫｅｙＩＤは、無作為に選択された、鍵の識別子であり、ＣＭＳＧは、Ｋを使用してＭＳＧを暗号化することによって取得され、ここで、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤであり、ｒは、秘密乱数であり、ＱＴＴＰは、第３のエンティティの公開鍵であり、ＣＰ＝ｒ・Ｐであり、式中、Ｐは、生成元であり、
第２のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティから取得し、鍵応答メッセージを第３のエンティティから取得して鍵を決定し、鍵を使用してＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置を含み、
第３のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを生成し、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティに送信し、鍵応答メッセージを、第２のエンティティからの要求に応えて、第２のエンティティに送信する、ように適合された、第３の処理装置を含む。
【００１６】
好ましくは、第１のエンティティは、電子ラベルであり、第２のエンティティは、リーダ／ライタである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムを使用したアクセス認証を実施し、以下の利点を有する。
【００１８】
１．メンテナンス作業負荷が小さい。本発明は、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムに基づいて実施され、従来の公開メカニズムのようなＰＫＩを維持する必要がない。
【００１９】
２．通信オーバヘッドが削減される。認証中にデジタル証明書を送信する必要がなく、従って、通信オーバヘッドが削減される。
【００２０】
３．アイデンティティ認証機能が追加され、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムにおいてアイデンティティの正当性を認証することが困難であるという欠点に対処することが可能である。
【００２１】
４．楕円曲線上のバイリニア（Ｂｉｌｉｎｅａｒ）ペアリングが採用され、セキュリティを低下させることなくセキュリティデータの長さを短くすることが可能であり、それにより、計算及び通信性能が大幅に向上する。
【００２２】
５．本発明は、リーダ／ライタ、電子ラベル、ＩＣカードなどのような、装置及び環境が制限されている条件下で（例えば、メモリが小さいなど）、広く適用されることが可能であり、それにより、アクセス認証が簡素化及び軽量化される。
【００２３】
本発明の実施形態、又は従来技術の技術的解決法をより明確にするために、実施形態、又は従来技術の説明に必要な添付の図面についての簡単な説明を以下に示す。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明の実施形態の一部にすぎない。当業者は、それらの添付の図面から、創造的な活動なしに、その他の図面を取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による認証方法の概略フロー図である。
【図２】本発明の実施形態によるデータ応答メッセージの概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による暗号要求メッセージの概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態による鍵応答メッセージの概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態による認証システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の技術的解決法を当業者に明確に理解させるために、本発明の実施形態における技術的解決法について、本発明の実施形態の図面を参照し、明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく一部にすぎない。本発明の実施形態の開示内で、当業者によって創造的な活動なしに得られるその他の実施形態は、本発明の範囲に入る。
【００２６】
本発明の一実施形態で開示されるアクセス認証方法は、信頼できる第三者機関（ＴＴＰ）を介して実施される。ＴＴＰは、認証を実行することが可能な、認証サーバ又はその他の装置であってもよい。ＴＴＰは、ユーザエンティティのアイデンティティについての物理的認証と、システムパラメータの生成と、ユーザパラメータの作成手順とを担当する。
【００２７】
リーダ／ライタ、及び電子ラベルを例に取って、本発明の一実施形態によるアクセス認証方法についての詳細な説明を以下に示す。図１に示すように、アクセス認証方法の特定の手順は、以下のステップを含む。
【００２８】
ステップＳ１：ＴＴＰは、システムパラメータを作成する。
【００２９】
システムパラメータは、２つのｑ次巡回群（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、Ｇ１及びＧ２に対するバイリニア変換ｅ、すなわち、ｅ：Ｇ１×Ｇ１→Ｇ２と、ＴＴＰによって無作為に選択された秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、対応する公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、対称暗号化アルゴリズムを暗号化鍵Ｋと共に使用したメッセージＭの暗号化を表すＥＫ（Ｍ）と、を含む。
【００３０】
実施形態において、リーダ／ライタのアイデンティティＩＤ２は、リーダ／ライタの公開鍵であり、リーダ／ライタの秘密鍵は、Ｓ２＝ＳＴＴＰＩＤ２であり、公開鍵と秘密鍵とが電子ラベルのために計算される必要はない。
【００３１】
ステップＳ１は、最初のアプリケーションにおいてシステムパラメータを作成するために使用されるにすぎず、後続の繰り返されるアプリケーションにおいては必要ではないということに留意されたい。
【００３２】
ステップＳ２：信頼できる第三者機関は、ＭＳＧ（メッセージ）を生成し、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、電子ラベル内に書き込む。
【００３３】
特定の手順は、以下の通りである。
【００３４】
最初に、信頼できる第三者機関は、鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、公開鍵に対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算して、秘密鍵をセキュアに記憶し、次に、信頼できる第三者機関は、秘密乱数ｒを選択し、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、次に、対応する暗号テキストＣＭＳＧが、Ｋを使用してＭＳＧメッセージを暗号化することによって取得され、すなわち、ＣＭＳＧ＝ＥＫ（ＭＳＧ）が計算され、最後に、ＣＰ＝ｒ・Ｐが計算されて、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとから構成されるＭＳＧ暗号テキストが、電子ラベル内に書き込まれ、その結果、ＭＳＧ暗号テキストの情報を電子ラベル内にセキュアに書き込む手順が完了する。
【００３５】
ステップＳ３：リーダ／ライタは、ＭＳＧ暗号テキストを、電子ラベルから取得する。
【００３６】
特定の手順は、以下の通りである。
【００３７】
リーダ／ライタは、データ要求を電子ラベルに送信し、データ要求は、空の内容を有するメッセージである。
【００３８】
データ要求を受信すると、電子ラベルは、データ応答メッセージを、リーダ／ライタに送信する。
【００３９】
データ応答メッセージの構成を図２に示す。これは以下のフィールドを含む。
【００４０】
信頼できる第三者機関によって選択され、電子ラベル内に書き込まれた、ＰＫｅｙＩＤの値である、ＰＫｅｙＩＤフィールド。
【００４１】
信頼できる第三者機関によって計算され、電子ラベル内に書き込まれた、ＣＰの値であり、ＣＰの値は、ｒ・Ｐである、ＣＰフィールド。
【００４２】
信頼できる第三者機関によって、ＭＳＧを対称暗号化することによって取得され、電子ラベル内に書き込まれた、暗号テキストである、ＣＭＳＧフィールド。
【００４３】
ステップＳ４：リーダ／ライタは、鍵要求メッセージを、信頼できる第三者機関に送信する。鍵要求メッセージのフォーマットを、図３に示す。鍵要求メッセージは、ＩＤ２フィールドと、ＴＴＰフィールドと、Ｎｏｎｃｅフィールドと、を含む。具体的には、以下の通りである。
【００４４】
ＩＤ２フィールドは、リーダ／ライタのアイデンティティ情報を表す。
【００４５】
ＴＴＰフィールドは、信頼できる第三者機関のアイデンティティ情報を表す。
【００４６】
ＰＫｅｙＩＤフィールドは、要求される鍵の識別子を表す。
【００４７】
Ｎｏｎｃｅフィールドは、リーダ／ライタによって選択された一回限りの乱数を表す。
【００４８】
ステップＳ５：信頼できる第三者機関は、鍵応答メッセージを、鍵要求メッセージに応えて、リーダ／ライタに送信する。
【００４９】
鍵要求メッセージをリーダ／ライタから受信すると、信頼できる第三者機関は、リーダ／ライタのアイデンティティの正当性を認証してもよく、アイデンティティが不当である場合、認証手順を終了し、アイデンティティが正当である場合、鍵応答メッセージを作成して、鍵応答メッセージをリーダ／ライタに送信する。鍵応答メッセージのフォーマットを、図４に示し、鍵応答メッセージは、ＩＤ２フィールドと、ＴＴＰフィールドと、ＣＳＫｅｙＩＤフィールドと、ＣＰ１フィールドと、Ｎｏｎｃｅフィールドと、ＭＩＣフィールドと、を含む。具体的には、以下の通りである。
【００５０】
ＩＤ２フィールドは、リーダ／ライタのアイデンティティを表す。
【００５１】
ＴＴＰフィールドは、信頼できる第三者機関のアイデンティティを表す。
【００５２】
ＣＳＫｅｙＩＤフィールドは、要求された鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストを表す。計算手順は、以下の通りであってもよい。信頼できる第三者機関は、秘密乱数ｒ１を選択し、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２を計算し、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとが、Ｋ１から導き出され、次に、対応する暗号テキストＣＳＫｅｙＩＤが、ＥＫを使用してＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、すなわち、ＣＳＫｅｙＩＤ＝ＥＥＫ（ＳＫｅｙＩＤ）が計算される。
【００５３】
ＣＰ１フィールドは、ＣＰ１＝ｒ１・Ｐによって与えられる。
【００５４】
Ｎｏｎｃｅフィールドは、リーダ／ライタによって選択された一回限りの乱数を表す。
【００５５】
ＭＩＣフィールドは、Ｋ１から導き出されたＩＫを使用することによって、ＭＩＣフィールドより前の全てのフィールドから取得される。
【００５６】
ステップＳ６：リーダ／ライタは、鍵応答メッセージから鍵を取得する。
【００５７】
鍵応答メッセージを受信すると、リーダ／ライタは、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数であるかどうかを判定し、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数でない場合、認証手順を終了し、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数である場合、リーダ／ライタは、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとを、Ｋ１から導き出す。鍵応答メッセージの正当性を認証するために、ＭＩＣがＩＫから再計算されて、受信したＭＩＣと比較されてもよい。再計算されたＭＩＣが、受信したＭＩＣと一致している場合、それは、鍵応答メッセージが正当であることを示し、ＳＫｅｙＩＤプレーンテキストが、ＥＫを使用してＣＳＫｅｙＩＤを復号することによって取得される。
【００５８】
ステップＳ７：リーダ／ライタは、鍵を使用して、受信したＭＳＧ暗号テキストを復号し、復号が成功した場合、認証が成功したと判定する。
【００５９】
ＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得すると、リーダ／ライタは、受信したデータ応答メッセージの内容に従って、Ｋ＝ＣＰ・ＳＫｅｙＩＤを計算し、最後に、鍵としてＫを使用してＣＭＳＧを復号することによって、ＭＳＧプレーンテキストが取得されてもよい。再計算されたＭＩＣが、受信したＭＩＣと一致していない場合、それは、鍵応答メッセージが不当であることを示し、手順は終了させられる。
【００６０】
上記の手順において、データ情報のセキュアな書き込みの機能が、ステップＳ２で実施されることが可能であり、データ情報の読み出し及び認証の機能が、ステップＳ３〜Ｓ６で実施される。従って、電子ラベルのセキュアなアクセス認証が達成される。
【００６１】
図５に示すように、本発明の一実施形態は、第１のエンティティ５１と、第２のエンティティ５２と、第３のエンティティ５３と、を含む、アクセス認証システムを提供する。第３のエンティティ５３は、第１のエンティティ、及び第２のエンティティに関する、信頼できる第三者機関である。
【００６２】
具体的には、以下の通りである。
【００６３】
第１のエンティティ５１は、ＭＳＧ暗号テキスト（ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを含む）を第３のエンティティ５３から受信し、データ要求を第２のエンティティ５２から受信すると、ＭＳＧ暗号テキストを第２のエンティティ５２に供給する、ように適合された、第１の処理装置５１１を含む。
【００６４】
第２のエンティティ５２は、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧと、を含む、ＭＳＧ暗号テキストを電子ラベルから取得し、鍵応答メッセージを第３のエンティティ５３から取得して鍵を決定し、鍵を使用してＣＭＳＧを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが復号から取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが復号から取得できなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置５２１を含む。特定の手順については、前述の方法の説明が参照されてもよい。
【００６５】
第３のエンティティ５３は、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧと、を含む、ＭＳＧ暗号テキストを生成し、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティ５１に送信し、鍵応答メッセージを、第２のエンティティ５２からの要求に応えて、第２のエンティティ５２に送信する、ように適合された、第３の処理装置５３１を含む。特定の手順については、前述の方法の説明が参照されてもよい。
【００６６】
本発明の実施形態による認証システムは、ＲＦＩＤに適用されてもよく、ここで、第１のエンティティ５１は、電子ラベルであり、第２のエンティティ５２は、リーダ／ライタであり、第３のエンティティ５３は、信頼できる第三者機関である。
【００６７】
上記の第２の処理装置５２１を含むリーダ／ライタと、上記のリーダ／ライタ及び電子ラベルを含むＲＦＩＤと、の両方は、本発明の範囲に属するということに留意されたい。
【００６８】
開示された実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を実現又は使用することを可能にする。これらの実施形態に対する複数の修正の実施は、当業者にとって明らかである。本明細書で規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、その他の実施形態において実現されてもよい。従って、本発明は、本明細書に記載された実施形態に限定されず、本明細書で開示された原理と新規性とに対応する最も広い範囲と一致する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００７年１２月３日に中国専利局に出願された、「軽量アクセス認証方法（Ａ ＬＩＧＨＴ ＡＣＣＥＳＳ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ）」と題された、中国特許出願第２００７１０１８８４６６．９号の優先権を主張するものであり、当該出願の全内容は、参照によって本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明の実施形態は、軽量（Ｌｉｇｈｔ）アクセス認証方法、及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線ネットワーク（無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）又は無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）など）の場合、セキュリティ問題は、有線イーサネット（登録商標）におけるものよりもはるかに深刻である。無線周波数識別ラベル（ＲＦＩＤ）も、セキュリティ問題に直面している。ＲＦＩＤにおけるリーダ／ライタと電子ラベルとの間でのセキュリティ認証及び鍵ネゴシエーションの問題が、セキュアな通信の前に、効果的に対処されなければならない。
【０００４】
一般に、電子ラベルは、使用状況と適用環境とに応じて、次の３つのタイプに分類することができる。１）ある程度の記憶容量と計算能力とを有する、読み出し、及び書き込み可能な高レベル電子ラベル、２）性能がわずかに低いことを除き、高レベル電子ラベルと同様の機能を有する、中間レベル電子ラベル、３）いくらかのデータ情報を記録するためにのみ使用され、情報をリーダ／ライタが読み出し可能であることを保証する、低レベル電子ラベル。一般に、低レベル電子ラベルは、記憶、計算、及び情報の再書き込みの能力を有さない。スーパーマーケットにおける商品の価格ラベルは、低レベル電子ラベルに属する。
【０００５】
前者の２つのタイプの電子ラベルについては、電子ラベルとリーダ／ライタとの間のチャネルのセキュリティが、認証プロトコルを介して保証されることが可能である。第３のタイプの電子ラベルについては、既存の認証手法を介してセキュリティを達成することは実施可能ではなく、その理由は、情報を単に記憶する媒体としての、このタイプの電子ラベル自体が、計算及び記憶能力も、アイデンティティ情報なども有さないからである。例えば、ＷＬＡＮにおけるＷＬＡＮ認証及びプライバシーインフラストラクチャ（ＷＡＰＩ）セキュリティプロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１１ｉ、及びＷＭＡＮ ＩＥＥＥ８０２．１６ｅなどのセキュリティ手法は、プロトコルの全ての当事者が、計算及び記憶などの基本性能を有することを要求する。従って、そのようなセキュリティ手法は、前者の２つの電子ラベルには多かれ少なかれ適用されることが可能であるが、第３の電子ラベルに適用されることは全く可能ではない。従って、上記の第３のタイプの電子ラベルのセキュリティは、新たに設計されたセキュリティ手法によって実施されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑みて、本発明の目的は、計算及び記憶能力とアイデンティティ情報とを有さない電子ラベルのセキュリティを達成するための、軽量アクセス認証方法及びそのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の技術的解決法は、
信頼できる第三者機関（ｔｒｕｓｔｅｄ ｔｈｉｒｄ ｐａｒｔｙ）が、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）内に書き込むステップと、
第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティから取得し、第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを取得すると、鍵を信頼できる第三者機関から取得するステップと、
鍵を使用してＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定するステップと、を含む、軽量アクセス認証方法を提供する、
ことである。
【０００８】
好ましくは、信頼できる第三者機関がＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティ内に書き込む前に、方法は、２つのｑ次巡回群（ｑｔｈ−ｏｒｄｅｒ ｃｙｃｌｉｃ ｇｒｏｕｐｓ）（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、暗号化鍵Ｋとを含む、システムパラメータを作成する、ことを更に含む。
【０００９】
好ましくは、信頼できる第三者機関が、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込むステップは、
鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算し、秘密鍵をセキュアに記憶し、
秘密乱数ｒを選択し、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、
Ｋを使用してＭＳＧを暗号化して、対応する暗号テキストＣＭＳＧを取得し、
ＣＰ＝ｒ・Ｐを計算し、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとから構成されるＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込む、
ことを含む。
【００１０】
好ましくは、第２のエンティティが、ＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティから取得することは、
第２のエンティティが、データ要求メッセージを、第１のエンティティに送信し、
第１のエンティティが、データ要求に応えて、ＭＳＧ暗号テキストを含むデータ応答メッセージを、第２のエンティティに送信する、
ことを含む。
【００１１】
好ましくは、データ要求メッセージは、空の内容（ｅｍｐｔｙ ｃｏｎｔｅｎｔ）を有するメッセージである。
【００１２】
好ましくは、第２のエンティティが、鍵を、信頼できる第三者機関から取得することは、
第２のエンティティが、鍵要求メッセージを、信頼できる第三者機関に送信し、鍵要求メッセージは、要求される鍵の識別子と一回限りの乱数とを運び、
信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信し、
鍵応答メッセージは、鍵の識別子に対応する鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストと、ＣＰ１と、Ｎｏｎｃｅフィールドと、メッセージインテグリティコードを運ぶＭＩＣフィールドとを運び、ここで、鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストは、暗号化鍵ＥＫを使用してＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、ＥＫは、Ｋ１から導き出され、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２であり、式中、ｒ１は、秘密乱数であり、ＩＤ２は、第２のエンティティのアイデンティティ情報であり、ＱＴＴＰは、第３のエンティティ自体の公開鍵であり、
鍵応答メッセージを受信すると、第２のエンティティが、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、式中、Ｓ２は、第２のエンティティの秘密鍵を示し、Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、第２のエンティティ自体によって選択された乱数であると判定された場合、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとをＫ１から導き出し、ＩＫからＭＩＣを再計算し、再計算されたＭＩＣを受信したＭＩＣと比較し、再計算されたＭＩＣが受信したＭＩＣと一致している場合、ＥＫを使用してＣＳＫｅｙＩＤを復号してＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得し、又は、再計算されたＭＩＣが受信したＭＩＣと一致していない場合、手順を終了する、ことを含む。
【００１３】
好ましくは、第２のエンティティが、鍵を、信頼できる第三者機関から取得することは、
Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、第２のエンティティによって選択された乱数ではないと判定された場合、手順を終了する、ことを更に含む。
【００１４】
好ましくは、信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信することは、
信頼できる第三者機関が、鍵要求メッセージを、第２のエンティティから受信し、第２のエンティティのアイデンティティの正当性を認証し、認証が成功した場合、鍵応答メッセージを、第２のエンティティに送信する、ことを含む。
【００１５】
好ましくは、本発明の別の実施形態は、第１のエンティティと、第２のエンティティと、信頼できる第三者機関である第３のエンティティと、を含む、軽量アクセス認証システムを提供し、
第１のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを第３のエンティティから受信し、データ要求を第２のエンティティから受信すると、ＭＳＧ暗号テキストを第２のエンティティに供給する、ように適合された、第１の処理装置を含み、
ＭＳＧ暗号テキストは、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを運び、ここで、ＰＫｅｙＩＤは、無作為に選択された、鍵の識別子であり、ＣＭＳＧは、Ｋを使用してＭＳＧを暗号化することによって取得され、ここで、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤであり、ｒは、秘密乱数であり、ＱＴＴＰは、第３のエンティティの公開鍵であり、ＣＰ＝ｒ・Ｐであり、式中、Ｐは、生成元であり、
第２のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティから取得し、鍵応答メッセージを第３のエンティティから取得して鍵を決定し、鍵を使用してＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置を含み、
第３のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを生成し、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティに送信し、鍵応答メッセージを、第２のエンティティからの要求に応えて、第２のエンティティに送信する、ように適合された、第３の処理装置を含む。
【００１６】
好ましくは、第１のエンティティは、電子ラベルであり、第２のエンティティは、リーダ／ライタである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムを使用したアクセス認証を実施し、以下の利点を有する。
【００１８】
１．メンテナンス作業負荷が小さい。本発明は、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムに基づいて実施され、従来の公開メカニズムのようなＰＫＩを維持する必要がない。
【００１９】
２．通信オーバヘッドが削減される。認証中にデジタル証明書を送信する必要がなく、従って、通信オーバヘッドが削減される。
【００２０】
３．アイデンティティ認証機能が追加され、アイデンティティに基づく公開鍵メカニズムにおいてアイデンティティの正当性を認証することが困難であるという欠点に対処することが可能である。
【００２１】
４．楕円曲線上のバイリニア（Ｂｉｌｉｎｅａｒ）ペアリングが採用され、セキュリティを低下させることなくセキュリティデータの長さを短くすることが可能であり、それにより、計算及び通信性能が大幅に向上する。
【００２２】
５．本発明は、リーダ／ライタ、電子ラベル、ＩＣカードなどのような、装置及び環境が制限されている条件下で（例えば、メモリが小さいなど）、広く適用されることが可能であり、それにより、アクセス認証が簡素化及び軽量化される。
【００２３】
本発明の実施形態、又は従来技術の技術的解決法をより明確にするために、実施形態、又は従来技術の説明に必要な添付の図面についての簡単な説明を以下に示す。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明の実施形態の一部にすぎない。当業者は、それらの添付の図面から、創造的な活動なしに、その他の図面を取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による認証方法の概略フロー図である。
【図２】本発明の実施形態によるデータ応答メッセージの概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による暗号要求メッセージの概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態による鍵応答メッセージの概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態による認証システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の技術的解決法を当業者に明確に理解させるために、本発明の実施形態における技術的解決法について、本発明の実施形態の図面を参照し、明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく一部にすぎない。本発明の実施形態の開示内で、当業者によって創造的な活動なしに得られるその他の実施形態は、本発明の範囲に入る。
【００２６】
本発明の一実施形態で開示されるアクセス認証方法は、信頼できる第三者機関（ＴＴＰ）を介して実施される。ＴＴＰは、認証を実行することが可能な、認証サーバ又はその他の装置であってもよい。ＴＴＰは、ユーザエンティティのアイデンティティについての物理的認証と、システムパラメータの生成と、ユーザパラメータの作成手順とを担当する。
【００２７】
リーダ／ライタ、及び電子ラベルを例に取って、本発明の一実施形態によるアクセス認証方法についての詳細な説明を以下に示す。図１に示すように、アクセス認証方法の特定の手順は、以下のステップを含む。
【００２８】
ステップＳ１：ＴＴＰは、システムパラメータを作成する。
【００２９】
システムパラメータは、２つのｑ次巡回群（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、Ｇ１及びＧ２に対するバイリニア変換ｅ、すなわち、ｅ：Ｇ１×Ｇ１→Ｇ２と、ＴＴＰによって無作為に選択された秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、対応する公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、対称暗号化アルゴリズムを暗号化鍵Ｋと共に使用したメッセージＭの暗号化を表すＥＫ（Ｍ）と、を含む。
【００３０】
実施形態において、リーダ／ライタのアイデンティティＩＤ２は、リーダ／ライタの公開鍵であり、リーダ／ライタの秘密鍵は、Ｓ２＝ＳＴＴＰＩＤ２であり、公開鍵と秘密鍵とが電子ラベルのために計算される必要はない。
【００３１】
ステップＳ１は、最初のアプリケーションにおいてシステムパラメータを作成するために使用されるにすぎず、後続の繰り返されるアプリケーションにおいては必要ではないということに留意されたい。
【００３２】
ステップＳ２：信頼できる第三者機関は、ＭＳＧ（メッセージ）を生成し、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、電子ラベル内に書き込む。
【００３３】
特定の手順は、以下の通りである。
【００３４】
最初に、信頼できる第三者機関は、鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、公開鍵に対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算して、秘密鍵をセキュアに記憶し、次に、信頼できる第三者機関は、秘密乱数ｒを選択し、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、次に、対応する暗号テキストＣＭＳＧが、Ｋを使用してＭＳＧメッセージを暗号化することによって取得され、すなわち、ＣＭＳＧ＝ＥＫ（ＭＳＧ）が計算され、最後に、ＣＰ＝ｒ・Ｐが計算されて、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとから構成されるＭＳＧ暗号テキストが、電子ラベル内に書き込まれ、その結果、ＭＳＧ暗号テキストの情報を電子ラベル内にセキュアに書き込む手順が完了する。
【００３５】
ステップＳ３：リーダ／ライタは、ＭＳＧ暗号テキストを、電子ラベルから取得する。
【００３６】
特定の手順は、以下の通りである。
【００３７】
リーダ／ライタは、データ要求を電子ラベルに送信し、データ要求は、空の内容を有するメッセージである。
【００３８】
データ要求を受信すると、電子ラベルは、データ応答メッセージを、リーダ／ライタに送信する。
【００３９】
データ応答メッセージの構成を図２に示す。これは以下のフィールドを含む。
【００４０】
信頼できる第三者機関によって選択され、電子ラベル内に書き込まれた、ＰＫｅｙＩＤの値である、ＰＫｅｙＩＤフィールド。
【００４１】
信頼できる第三者機関によって計算され、電子ラベル内に書き込まれた、ＣＰの値であり、ＣＰの値は、ｒ・Ｐである、ＣＰフィールド。
【００４２】
信頼できる第三者機関によって、ＭＳＧを対称暗号化することによって取得され、電子ラベル内に書き込まれた、暗号テキストである、ＣＭＳＧフィールド。
【００４３】
ステップＳ４：リーダ／ライタは、鍵要求メッセージを、信頼できる第三者機関に送信する。鍵要求メッセージのフォーマットを、図３に示す。鍵要求メッセージは、ＩＤ２フィールドと、ＴＴＰフィールドと、Ｎｏｎｃｅフィールドと、を含む。具体的には、以下の通りである。
【００４４】
ＩＤ２フィールドは、リーダ／ライタのアイデンティティ情報を表す。
【００４５】
ＴＴＰフィールドは、信頼できる第三者機関のアイデンティティ情報を表す。
【００４６】
ＰＫｅｙＩＤフィールドは、要求される鍵の識別子を表す。
【００４７】
Ｎｏｎｃｅフィールドは、リーダ／ライタによって選択された一回限りの乱数を表す。
【００４８】
ステップＳ５：信頼できる第三者機関は、鍵応答メッセージを、鍵要求メッセージに応えて、リーダ／ライタに送信する。
【００４９】
鍵要求メッセージをリーダ／ライタから受信すると、信頼できる第三者機関は、リーダ／ライタのアイデンティティの正当性を認証してもよく、アイデンティティが不当である場合、認証手順を終了し、アイデンティティが正当である場合、鍵応答メッセージを作成して、鍵応答メッセージをリーダ／ライタに送信する。鍵応答メッセージのフォーマットを、図４に示し、鍵応答メッセージは、ＩＤ２フィールドと、ＴＴＰフィールドと、ＣＳＫｅｙＩＤフィールドと、ＣＰ１フィールドと、Ｎｏｎｃｅフィールドと、ＭＩＣフィールドと、を含む。具体的には、以下の通りである。
【００５０】
ＩＤ２フィールドは、リーダ／ライタのアイデンティティを表す。
【００５１】
ＴＴＰフィールドは、信頼できる第三者機関のアイデンティティを表す。
【００５２】
ＣＳＫｅｙＩＤフィールドは、要求された鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストを表す。計算手順は、以下の通りであってもよい。信頼できる第三者機関は、秘密乱数ｒ１を選択し、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２を計算し、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとが、Ｋ１から導き出され、次に、対応する暗号テキストＣＳＫｅｙＩＤが、ＥＫを使用してＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、すなわち、ＣＳＫｅｙＩＤ＝ＥＥＫ（ＳＫｅｙＩＤ）が計算される。
【００５３】
ＣＰ１フィールドは、ＣＰ１＝ｒ１・Ｐによって与えられる。
【００５４】
Ｎｏｎｃｅフィールドは、リーダ／ライタによって選択された一回限りの乱数を表す。
【００５５】
ＭＩＣフィールドは、Ｋ１から導き出されたＩＫを使用することによって、ＭＩＣフィールドより前の全てのフィールドから取得される。
【００５６】
ステップＳ６：リーダ／ライタは、鍵応答メッセージから鍵を取得する。
【００５７】
鍵応答メッセージを受信すると、リーダ／ライタは、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数であるかどうかを判定し、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数でない場合、認証手順を終了し、鍵応答メッセージ内のＮｏｎｃｅが、そのリーダ／ライタ自体によって選択された乱数である場合、リーダ／ライタは、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとを、Ｋ１から導き出す。鍵応答メッセージの正当性を認証するために、ＭＩＣがＩＫから再計算されて、受信したＭＩＣと比較されてもよい。再計算されたＭＩＣが、受信したＭＩＣと一致している場合、それは、鍵応答メッセージが正当であることを示し、ＳＫｅｙＩＤプレーンテキストが、ＥＫを使用してＣＳＫｅｙＩＤを復号することによって取得される。
【００５８】
ステップＳ７：リーダ／ライタは、鍵を使用して、受信したＭＳＧ暗号テキストを復号し、復号が成功した場合、認証が成功したと判定する。
【００５９】
ＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得すると、リーダ／ライタは、受信したデータ応答メッセージの内容に従って、Ｋ＝ＣＰ・ＳＫｅｙＩＤを計算し、最後に、鍵としてＫを使用してＣＭＳＧを復号することによって、ＭＳＧプレーンテキストが取得されてもよい。再計算されたＭＩＣが、受信したＭＩＣと一致していない場合、それは、鍵応答メッセージが不当であることを示し、手順は終了させられる。
【００６０】
上記の手順において、データ情報のセキュアな書き込みの機能が、ステップＳ２で実施されることが可能であり、データ情報の読み出し及び認証の機能が、ステップＳ３〜Ｓ６で実施される。従って、電子ラベルのセキュアなアクセス認証が達成される。
【００６１】
図５に示すように、本発明の一実施形態は、第１のエンティティ５１と、第２のエンティティ５２と、第３のエンティティ５３と、を含む、アクセス認証システムを提供する。第３のエンティティ５３は、第１のエンティティ、及び第２のエンティティに関する、信頼できる第三者機関である。
【００６２】
具体的には、以下の通りである。
【００６３】
第１のエンティティ５１は、ＭＳＧ暗号テキスト（ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを含む）を第３のエンティティ５３から受信し、データ要求を第２のエンティティ５２から受信すると、ＭＳＧ暗号テキストを第２のエンティティ５２に供給する、ように適合された、第１の処理装置５１１を含む。
【００６４】
第２のエンティティ５２は、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧと、を含む、ＭＳＧ暗号テキストを電子ラベルから取得し、鍵応答メッセージを第３のエンティティ５３から取得して鍵を決定し、鍵を使用してＣＭＳＧを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが復号から取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが復号から取得できなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置５２１を含む。特定の手順については、前述の方法の説明が参照されてもよい。
【００６５】
第３のエンティティ５３は、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧと、を含む、ＭＳＧ暗号テキストを生成し、ＭＳＧ暗号テキストを第１のエンティティ５１に送信し、鍵応答メッセージを、第２のエンティティ５２からの要求に応えて、第２のエンティティ５２に送信する、ように適合された、第３の処理装置５３１を含む。特定の手順については、前述の方法の説明が参照されてもよい。
【００６６】
本発明の実施形態による認証システムは、ＲＦＩＤに適用されてもよく、ここで、第１のエンティティ５１は、電子ラベルであり、第２のエンティティ５２は、リーダ／ライタであり、第３のエンティティ５３は、信頼できる第三者機関である。
【００６７】
上記の第２の処理装置５２１を含むリーダ／ライタと、上記のリーダ／ライタ及び電子ラベルを含むＲＦＩＤと、の両方は、本発明の範囲に属するということに留意されたい。
【００６８】
開示された実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を実現又は使用することを可能にする。これらの実施形態に対する複数の修正の実施は、当業者にとって明らかである。本明細書で規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、その他の実施形態において実現されてもよい。従って、本発明は、本明細書に記載された実施形態に限定されず、本明細書で開示された原理と新規性とに対応する最も広い範囲と一致する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信頼できる第三者機関が、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込み、
第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティから取得し、前記第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを取得すると、鍵を前記信頼できる第三者機関から取得し、
前記鍵を使用して前記ＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、
ことを含む、軽量アクセス認証方法。
【請求項２】
前記信頼できる第三者機関が、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込む前に、
前記方法は、２つのｑ次巡回群（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、暗号化鍵Ｋと、を含む、システムパラメータを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信頼できる第三者機関が、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込むことは、
鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算して、前記秘密鍵をセキュアに記憶し、
秘密乱数ｒを選択し、前記Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、
前記Ｋを使用して前記ＭＳＧを暗号化して、対応する暗号テキストＣＭＳＧを取得し
ＣＰ＝ｒ・Ｐを計算し、前記ＣＰと、前記ＰＫｅｙＩＤと、前記ＣＭＳＧとから構成される前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込む、
ことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティから取得することは、
前記第２のエンティティが、データ要求メッセージを、前記第１のエンティティに送信し、
前記第１のエンティティが、前記データ要求に応えて、前記ＭＳＧ暗号テキストを含むデータ応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信する、
ことを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記データ要求メッセージは、空の内容を有するメッセージである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のエンティティが、前記鍵を、前記信頼できる第三者機関から取得することは、
前記第２のエンティティが、鍵要求メッセージを、前記信頼できる第三者機関に送信し、前記鍵要求メッセージは、要求される鍵の識別子と一回限りの乱数とを運び、
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信し、
前記鍵応答メッセージは、前記鍵の識別子に対応する鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストと、ＣＰ１と、Ｎｏｎｃｅフィールドと、メッセージインテグリティコードを運ぶＭＩＣフィールドと、を運び、ここで、前記鍵ＳＫｅｙＩＤの前記暗号テキストは、暗号化鍵ＥＫを使用して前記ＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、前記ＥＫは、Ｋ１から導き出され、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２であり、式中、ｒ１は、秘密乱数であり、ＩＤ２は、前記第２のエンティティのアイデンティティ情報であり、ＱＴＴＰは、前記第３のエンティティ自体の公開鍵であり、
前記鍵応答メッセージを受信すると、前記第２のエンティティが、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、式中、Ｓ２は、前記第２のエンティティの秘密鍵を示し、前記Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、前記第２のエンティティ自体によって選択された前記乱数であると判定された場合、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとを、Ｋ１から導き出し、ＩＫからＭＩＣを再計算し、前記再計算されたＭＩＣを受信したＭＩＣと比較し、前記再計算されたＭＩＣが前記受信したＭＩＣと一致している場合、ＥＫを使用して前記ＣＳＫｅｙＩＤを復号してＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得し、又は、前記再計算されたＭＩＣが前記受信したＭＩＣと一致していない場合、手順を終了する、
ことを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のエンティティが、前記鍵を、前記信頼できる第三者機関から取得することは、
前記Ｎｏｎｃｅフィールド内の前記１回限りの乱数が、前記第２のエンティティによって選択された前記乱数ではないと判定された場合、手順を終了する、
ことを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージに応えて、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信することは、
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージを、前記第２のエンティティから受信し、前記第２のエンティティの前記アイデンティティの正当性を認証し、認証が成功した場合、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信する、
ことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第１のエンティティと、第２のエンティティと、信頼できる第三者機関である第３のエンティティと、を備える、軽量アクセス認証システムであって、
前記第１のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを前記第３のエンティティから受信し、データ要求を前記第２のエンティティから受信すると、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第２のエンティティに供給する、ように適合された、第１の処理装置を含み、
前記ＭＳＧ暗号テキストは、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを運び、ここで、前記ＰＫｅｙＩＤは、無作為に選択された、鍵の識別子であり、前記ＣＭＳＧは、Ｋを使用して前記ＭＳＧを暗号化することによって取得され、ここで、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤであり、ｒは、秘密乱数であり、ＱＴＴＰは、前記第３のエンティティの公開鍵であり、ＣＰ＝ｒ・Ｐであり、式中、Ｐは、生成元であり、
前記第２のエンティティは、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第１のエンティティから取得し、鍵応答メッセージを前記第３のエンティティから取得して鍵を決定し、前記鍵を使用して前記ＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置を含み、
前記第３のエンティティは、前記ＭＳＧ暗号テキストを生成し、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第１のエンティティに送信し、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティからの要求に応えて、前記第２のエンティティに送信する、ように適合された、第３の処理装置を含む、
軽量アクセス認証システム。
【請求項１０】
前記第１のエンティティは、電子ラベルであり、前記第２のエンティティは、リーダ／ライタである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１】
信頼できる第三者機関が、ＭＳＧを暗号化することによって取得されたＭＳＧ暗号テキストを、第１のエンティティ内に書き込み、
第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティから取得し、前記第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを取得すると、鍵を前記信頼できる第三者機関から取得し、
前記鍵を使用して前記ＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、
ことを含む、軽量アクセス認証方法。
【請求項２】
前記信頼できる第三者機関が、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込む前に、
前記方法は、２つのｑ次巡回群（Ｇ１，＋）及び（Ｇ２，・）と、Ｇ１の生成元Ｐと、秘密鍵ＳＴＴＰ∈Ｚ＊ｑと、公開鍵ＱＴＴＰ＝ＳＴＴＰＰ∈Ｇ１と、暗号化鍵Ｋと、を含む、システムパラメータを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信頼できる第三者機関が、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込むことは、
鍵の識別子ＰＫｅｙＩＤを公開鍵として無作為に選択し、対応する秘密鍵ＳＫｅｙＩＤ＝ＰＫｅｙＩＤ・ＳＴＴＰを計算して、前記秘密鍵をセキュアに記憶し、
秘密乱数ｒを選択し、前記Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤを計算し、
前記Ｋを使用して前記ＭＳＧを暗号化して、対応する暗号テキストＣＭＳＧを取得し
ＣＰ＝ｒ・Ｐを計算し、前記ＣＰと、前記ＰＫｅｙＩＤと、前記ＣＭＳＧとから構成される前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティ内に書き込む、
ことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のエンティティが、前記ＭＳＧ暗号テキストを、前記第１のエンティティから取得することは、
前記第２のエンティティが、データ要求メッセージを、前記第１のエンティティに送信し、
前記第１のエンティティが、前記データ要求に応えて、前記ＭＳＧ暗号テキストを含むデータ応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信する、
ことを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記データ要求メッセージは、空の内容を有するメッセージである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のエンティティが、前記鍵を、前記信頼できる第三者機関から取得することは、
前記第２のエンティティが、鍵要求メッセージを、前記信頼できる第三者機関に送信し、前記鍵要求メッセージは、要求される鍵の識別子と一回限りの乱数とを運び、
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージに応えて、鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信し、
前記鍵応答メッセージは、前記鍵の識別子に対応する鍵ＳＫｅｙＩＤの暗号テキストと、ＣＰ１と、Ｎｏｎｃｅフィールドと、メッセージインテグリティコードを運ぶＭＩＣフィールドと、を運び、ここで、前記鍵ＳＫｅｙＩＤの前記暗号テキストは、暗号化鍵ＥＫを使用して前記ＳＫｅｙＩＤを暗号化することによって取得され、前記ＥＫは、Ｋ１から導き出され、Ｋ１＝ｒ１・ＱＴＴＰ・ＩＤ２であり、式中、ｒ１は、秘密乱数であり、ＩＤ２は、前記第２のエンティティのアイデンティティ情報であり、ＱＴＴＰは、前記第３のエンティティ自体の公開鍵であり、
前記鍵応答メッセージを受信すると、前記第２のエンティティが、Ｋ１＝ＣＰ１・Ｓ２を再計算し、式中、Ｓ２は、前記第２のエンティティの秘密鍵を示し、前記Ｎｏｎｃｅフィールド内の１回限りの乱数が、前記第２のエンティティ自体によって選択された前記乱数であると判定された場合、暗号化鍵ＥＫとインテグリティチェック鍵ＩＫとを、Ｋ１から導き出し、ＩＫからＭＩＣを再計算し、前記再計算されたＭＩＣを受信したＭＩＣと比較し、前記再計算されたＭＩＣが前記受信したＭＩＣと一致している場合、ＥＫを使用して前記ＣＳＫｅｙＩＤを復号してＳＫｅｙＩＤプレーンテキストを取得し、又は、前記再計算されたＭＩＣが前記受信したＭＩＣと一致していない場合、手順を終了する、
ことを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のエンティティが、前記鍵を、前記信頼できる第三者機関から取得することは、
前記Ｎｏｎｃｅフィールド内の前記１回限りの乱数が、前記第２のエンティティによって選択された前記乱数ではないと判定された場合、手順を終了する、
ことを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージに応えて、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信することは、
前記信頼できる第三者機関が、前記鍵要求メッセージを、前記第２のエンティティから受信し、前記第２のエンティティの前記アイデンティティの正当性を認証し、認証が成功した場合、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティに送信する、
ことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第１のエンティティと、第２のエンティティと、信頼できる第三者機関である第３のエンティティと、を備える、軽量アクセス認証システムであって、
前記第１のエンティティは、ＭＳＧ暗号テキストを前記第３のエンティティから受信し、データ要求を前記第２のエンティティから受信すると、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第２のエンティティに供給する、ように適合された、第１の処理装置を含み、
前記ＭＳＧ暗号テキストは、ＣＰと、ＰＫｅｙＩＤと、ＣＭＳＧとを運び、ここで、前記ＰＫｅｙＩＤは、無作為に選択された、鍵の識別子であり、前記ＣＭＳＧは、Ｋを使用して前記ＭＳＧを暗号化することによって取得され、ここで、Ｋ＝ｒ・ＱＴＴＰ・ＰＫｅｙＩＤであり、ｒは、秘密乱数であり、ＱＴＴＰは、前記第３のエンティティの公開鍵であり、ＣＰ＝ｒ・Ｐであり、式中、Ｐは、生成元であり、
前記第２のエンティティは、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第１のエンティティから取得し、鍵応答メッセージを前記第３のエンティティから取得して鍵を決定し、前記鍵を使用して前記ＭＳＧ暗号テキストを復号し、ＭＳＧプレーンテキストが取得された場合、認証が成功したと判定する、又は、ＭＳＧプレーンテキストが取得されなかった場合、認証が失敗したと判定する、ように適合された、第２の処理装置を含み、
前記第３のエンティティは、前記ＭＳＧ暗号テキストを生成し、前記ＭＳＧ暗号テキストを前記第１のエンティティに送信し、前記鍵応答メッセージを、前記第２のエンティティからの要求に応えて、前記第２のエンティティに送信する、ように適合された、第３の処理装置を含む、
軽量アクセス認証システム。
【請求項１０】
前記第１のエンティティは、電子ラベルであり、前記第２のエンティティは、リーダ／ライタである、請求項９に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１１−５０５７７０（Ｐ２０１１−５０５７７０Ａ）
【公表日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３６３１２（Ｐ２０１０−５３６３１２）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００８／０７３２８８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７４０９２
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１３８９６９）西安西電捷通無線網絡通信有限公司 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００８／０７３２８８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７４０９２
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１３８９６９）西安西電捷通無線網絡通信有限公司 (7)
【Ｆターム（参考）】
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