JP3798608B2 - Authentication method - Google Patents

Description

【００２８】
なお、〔表１〕において、初期認証がない限り、盗聴及びリピートの問題は解決されない。また、オークションの場をインターネット上で実現した「ネットオークション」と本発明との差異は以下のようなものである。「ネットオークション」では、元々サーバ機器が備えている記憶媒体にオペレータの手によって固有情報が入力されている。本発明は、サーバに端末機器用の固有情報を備えた物体を挿入することによって固有情報を入力するものである。サーバに不正に固有情報を入力する場合、本発明のように認証情報を有する特定の物体を挿入する方がより困難で暴露し難いと考えられる。また、具体的な効果としては、▲１▼ＩＤを入力するという手間がない、▲２▼認証のやり直しの際にも自動で認識される（但し、不正が見付かった時は初期認証からやり直す必要がある）ので、例えば停電などの復旧時に認識のやり直しが容易になる。
【００２９】
第１の実施の形態
図１は、上記基本的な考え方に基づく認証方法が適用されるシステムの構成を示す図である。複数の機器の組み合わせで動作するシステムの機器の相互認証方法として、ビデオを接続したＴＶに適用した例である。
図１において、１はビデオ（端末機器Ａ）、２はビデオ１を接続したＴＶ（端末機器Ｂ）、３はＩＣチップ（固有な情報を有する記憶媒体）であり、サーバとなるＴＶ（端末機器Ｂ）は、ＩＣチップ３の認証情報を読み出すための専用の入出力機器及び認証情報処理手段を備えている。
【００３０】
図１は、所有物利用によるセキュリティを示すものである。ある特定の物体が認証情報を保持しており、認証する側ではその認証情報を検証することにより、その物体を保持する人間やその物体に認証された人間、あるいはその物体と連動して作動するソフトウェアやハードウェア等を正当なエンティティとして認証する。
【００３１】
本実施の形態では、特定の物体として認証情報を記憶したＩＣチップ３を用いている。ＩＣチップ３としては、例えば非接触型ＩＣチップが望ましい。ＩＣチップは、通常、耐タンパー性（Tamper Free）を有しており、外部からメモリ内の情報を書き込み不可能な構成となっている。そのため暗号鍵やパスワード等個人に依存した情報を比較的安全に格納、管理でき、またセキュリティ処理機能そのものをＩＣチップ内に組み込むことも可能である。
【００３２】
また、上記ＩＣチップ３のほかに、例えば、鍵、トークン、バッチ、電子キー、磁気カードであってもよい。端末のロックを解除するための鍵やトークン、電子キーを所持する人間は、その端末の正当な利用者として認証される。
図２は、本実施の形態の認証方法が適用されるネットワークの構成を示す図である。複数のネットワークが有り、ログオン先がわからない様子を示す。
【００３３】
図２において、このネットワークは、ＷＡＮに接続されているＬＡＮ−Ａと、同様にＷＡＮに接続されたＬＡＮ−Ｂが存在し、１０はネットワークＡの認証サーバ、１１〜１３は認証サーバ１０に接続された複数の端末機器Ａ，Ｂ，Ｃ、１４は認証サーバ１０と無線通信可能な端末機器Ｄである。一方、２０はネットワークＢの認証サーバ、２１〜２３は認証サーバ２０に接続された複数の端末機器ア，イ，ウである。
【００３４】
このネットワークＡでは、複数の端末機器Ａ，Ｂ，Ｃ…がＬＡＮによって接続され、また、このネットワークＡに認証サーバ１０も接続されている。同様に、ネットワークＢでは、複数の端末機器ア，イ，ウ…がＬＡＮによって接続され、また、このネットワークＢに認証サーバ２０も接続されている。例えば、端末機器Ａが端末機器Ｂと通信するときは、端末機器Ａが認証要求者となり、端末機器Ｂが認証者となる。本実施の形態では、認証者をサーバと呼ぶ。認証サーバ１０は、複数の端末機器（クライアント）からアクセス可能なデータベースを有するもので、それら端末機器からの認証要求を受けて認証を行うもので、認証サーバと呼ぶ。すなわち、端末機器と端末機器とが通信を行うときは、一方がサーバとして振る舞う。上記はネットワークＡについてであるが、ネットワークＢの端末機器ア，イ，ウについても同様である。
【００３５】
本実施の形態の認証方法は、本質的には認証局（ＣＡ：Certification Authority）の存在を前提としない。クライアントとクライアント間のデータの送受は、認証局（ＣＡ）の介在を必要としなくて直接行われることもあり、認証サーバ１０，２０（例えば、ＣＡ等）を介して行う場合もある。認証者も認証要求者も、人そのものではなく、オペレータあるいはユーザの行為を媒介にして動作するコンピュータでもよい。
【００３６】
上記基本的な考え方で述べたように、ローカル無線通信が発達すると、悪意はなくとも端末機器がどのサーバに属するべきかなどの問題が生じることも予想される。例えば、図２に示すように、複数のネットワーク（ネットワークＡとネットワークＢ）のローカル・エリア内に、ネットワークＡの端末機器Ｄが進入した場合、従来例であれば端末機器Ｄがどのサーバに属するかが問題となることがある。しかし、本実施の形態では、参加したいネットワーク（ネットワークＡ）には記憶媒体（ＩＣチップ３）が存在するのでログオンが可能となるが、参加したくないネットワーク（ネットワークＢ）には記憶媒体（ＩＣチップ３）が存在しないためログオン不可能となる。詳細については、図５により後述する。
【００３７】
図３及び図４は、通し番号を用いた認証方法を説明するための図であり、図３は通し番号を用いた認証の正当な例を、図４は通し番号を用いた認証の不正な例を示す。
本実施の形態では、通信の際に「通し番号」を用いることによって、不正にログオンしようとする端末のリピートを防止する。すなわち、過去は一致すること、及び最新の情報は不一致であることを元にリピート端末の不正ログオンを防ぐとともに、最新情報も一致した場合にはその端末はリピート端末であると判断しログオンを拒否する。
【００３８】
以下、上述のように構成されたシステムの認証方法を説明する。
図５は、ネットワークを介した認証システムの制御シーケンスを示す図であり、認証要求者としての機器Ａと認証者として認証サーバとの単純化した構成からなるネットワーク（図１）に、本発明を適用した認証アルゴリズムの例を示す。図中、ＳＴはステップ番号を示す。
【００３９】
図５では、機器Ａは図１のビデオ１、ホームサーバ／ホームゲートウェイ（認証サーバ）は図１のＴＶ２に対応する。また、物体Ｘとは、ここではＴＶ２の入出力機器に挿入されるＩＣチップ３（記憶媒体）を示す。なお、ホームサーバ／ホームゲートウェイは、データのプロトコル変換等を行うもので、例えばデータをＬＡＮのプロトコルであるＩＰ（Internet Protocol）パケットに変換し、ＩＰネットワークを経由したデータ通信を実現する。このホームサーバ／ホームゲートウェイは、ここでは制御基盤としてＴＶ２内部に収容されているが、外部に設置されるものでもよい。
図１に示すように、ＴＶ２にビデオ１が接続されている。
【００４０】
・ステップ１
まず、ビデオ１（図５では、機器Ａ）に付属されているＩＣチップ３（図５では、物体Ｘ）をＴＶ２（図５では、ホームサーバ／ホームゲートウェイ）に挿入する。
・ステップ２
ＴＶ２では、挿入されたＩＣチップ３の情報を把握する。
【００４１】
・ステップ３
ビデオ１は、システム全体に接続された旨を同報発信する。図５では、ビデオ１（機器Ａ）からシステム全体であるＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲートウェイ）及び機器Ｂ（この場合は、システム全体はＴＶ２のみ）に接続されたことを同報発信する。
【００４２】
・ステップ４
ＴＶ２では、ビデオ１（機器Ａ）からの同報発信を受けて自身が接続されたことを確認する。
・ステップ５
ＴＶ２は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行する。図５では、ＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲートウェイ）からビデオ１（機器Ａ）及び機器Ｂに公開鍵イ_Aを同報発信する。
【００４３】
・ステップ６
ビデオ１は、該公開鍵イ_Aを得て、ＩＣチップ３と共有する固有情報（ＩＤ＋シーケンス番号）と秘密鍵ロを公開鍵イ_Aで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシステム全体であるＴＶ２（ホームサーバ／ホームゲートウェイ）及び機器Ｂ（この場合は、システム全体はＴＶ２のみ）に接続されたことを同報発信する。
【００４４】
・ステップ７
ＴＶ２は、ビデオ１から得た情報を自身の保持する秘密鍵イBで復号し、ＩＣチップ３（記憶媒体）から得た情報と、ビデオ１から発信された情報とを照合する。該情報が一致した場合、ビデオ１のネットワークヘのログオンを許可する。認証が拒否されたものであった場合（処理結果が所定時間以内に返ってこなかった場合も含む）には、認証情報を破棄する。以上が、始めてログインが行われたときにおける、ログイン要求に対する認証のための処理手順である。
【００４５】
・ステップ８
ＴＶ２からビデオ１ヘの通信は、秘密鍵ロを用いて通信を行う。この後は適時に新たな秘密鍵を含めて通信し、その度に新たな暗号鍵による通信を行う。次回にログインが行われたときには、ステップ１〜８が繰り返される。
本実施の形態により、プラグ・アンド・プレイ機器であるビデオ１のログオンに際して、安全な機器の認証を行うことができる。
【００４６】
第２の実施の形態
図６は、ネットワークが一つ存在し、そのネットワークを介して使われる携帯電話機が複数存在する場合の認証方法を説明する図である。
図６において、３０はサーバ、３１は正当な端末である電話（電話Ａ）、３２は不正な端末である電話（電話Ｂ）、３３は正当な電話Ａ用のＩＣチップであり、正当な電話Ａ及び不正な電話Ｂの両方がネットワーク内にいるものとする。
【００４７】
また、上記サーバ３０の好適な例を図７に示す。
図７に示すように、サーバ３０にはＩＣチップ３３を格納する格納庫（スペース）３４が存在し、この格納庫３４の中にはＩＣチップ３３が格納されている。また、この格納庫３４には物理的な鍵３５をかけることも可能となっている。
この場合の認証方法の流れを説明する。基本的な処理手順は、図５の制御シーケンスと同様である。
【００４８】
・ステップ１
正当な電話Ａ用のＩＣチップ３３をサーバ３０に挿入する。
・ステップ２
サーバ３０側では、そのＩＣチップ３３のもつ情報を認識する。
・ステップ３
電話Ａ及び電話Ｂはシステム全体に接続された旨を同報発信する。
【００４９】
・ステップ４
サーバ３０は、その発信を受けて自身が接続されたことを確認する。
・ステップ５
サーバ３０は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行する。ここでは、サーバ３０から電話Ａ及び電話Ｂに公開鍵イ_Aを同報発信する。
・ステップ６
電話Ａ及び電話Ｂは、その公開鍵イ_Aを得て、各々の自身の固有情報と電話Ａは秘密鍵ロを、電話Ｂは秘密鍵ハをそれぞれ公開鍵イ_Aで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシステム全体に同報発信する。
【００５０】
・ステップ７
サーバ３０は、電話Ａ及び電話Ｂから得た情報を自身の保持する秘密鍵イBで復号し、ＩＣチップ３３から得た情報と、電話Ａ及び電話Ｂから発信された情報とを照合する。電話Ａは一致し、電話Ｂの情報は不一致となる。その結果、電話Ａはネットワークヘのログオンが許可され、電話Ｂは拒否される。
【００５１】
・ステップ８
サーバ３０から電話Ａへの通信は、秘密鍵ロを用いて通信を行う。この後は適時に新たな秘密鍵を含めて通信し、その度に新たな暗号鍵による通信を行う。
本実施の形態により、不正な端末のネットワークヘのログオンは不可能となる。これは別の例で例えれば、隣人の家のＴＶをリモコンで操作できなくなるということである。
【００５２】
第３の実施の形態
図８は、本実施の形態の認証方法が適用されるネットワークの構成を示す図であり、複数のネットワーク内に携帯電話機がある例を示す。図２と同一構成部分には同一符号を付している。
【００５３】
一台の携帯電話機と悪意の無い二つのネットワークが存在する場合を考える。携帯電話機１５は、一方にログオンしたいが、他方にはログオンしたくはない場合である。ここで、ログオンしたいネットワークをネットワークＡ、また、そのネットワークのサーバをサーバＡと呼び、ログオンしたくないネットワークをネットワークＢ、そのサーバをサーバＢと呼ぶ。
なお、図８に示すサーバ１０は、例えば図７に示した構成でもよい。
この場合の認証方法の流れを説明する。基本的な処理手順は、図５の制御シーケンスと同様である。
【００５４】
・ステップ１
携帯電話機１５に固有なＩＣチップ１６をサーバＡに挿入する。
・ステップ２
サーバＡでは、そのＩＣチップ１６のもつ情報を認識する。
・ステップ３
携帯電話機１５は、システム全体（ネットワークＡ及びネットワークＢ）に接続された旨を同報発信する。
【００５５】
・ステップ４
サーバＡ及びサーバＢはその発信を受けて接続されたことを確認する。
・ステップ５
サーバＡは、ネットワークＡ全体に公開鍵イ_Aを発行する。また、サーバＢは、ネットワークＢに公開鍵ロ_Aを発行する。
・ステップ６
端末機器１１である電話機Ａは、上記公開鍵イ_Aを得て、自身の固有情報と秘密鍵ハを公開鍵イ_Aで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシステム全体に同報発信する。また、公開鍵ロ_Aにより固有情報と秘密鍵ニを暗号化し、システム全体に同報発信する。
【００５６】
・ステップ７
サーバＡは、携帯電話機１５から得た情報を自身の保持する秘密鍵イ_Bで復号し、ＩＣチップ１６から得た情報と、携帯電話機１５から発信された情報とを照合する。照合は一致し、携帯電話機１５のログオンが許可される。一方、サーバＢにおいては秘密鍵ロ_Bで復号した結果、情報は不一致となる。その結果、携帯電話機１５は、ネットワークＡへのログオンが許可され、ネットワークＢへのログオンは拒否される。
【００５７】
・ステップ８
携帯電話機１５は、以上の結果からログオンしたいネットワーク（ネットワークＡ）へのログオンが可能となり、以降は秘密鍵ハでの通信を行い、適時に秘密鍵を変えて通信を行う。
・ステップ９
ここまでのやり取りをお互いに記憶しておき、通し番号を振っておく。
・ステップ１０
その通し番号の過去が一致し、最新の情報が一致しない場合に照合が認められる。
したがって、本実施の形態によれば、間違ったネットワークヘのログオンも未然に防ぐことが可能になる。
【００５８】
第４の実施の形態
図９は、複数の機器の組み合わせで動作するシステムの構成を示す図であり、ホームサーバにＴＶが接続されていて、新たにＴＶ用のリモコンを接続する例である。
図９において、４０はホームサーバ、４１はホームサーバ４０に接続されたＴＶ、４２はＴＶ４１を操作するリモコンである。
【００５９】
ＴＶ４１とホームサーバ４０は既に接続されていて、そこにリモコン４２を接続しようとする。また、ＴＶ４１とホームサーバ４０は、現在秘密鍵ハで通信の暗号化を行っているものとする。
この場合の認証方法の流れを説明する。基本的な処理手順は、図５の制御シーケンスと同様である。
【００６０】
・ステップ１
ホームサーバ４０にリモコン用ＩＣチップ４４を挿入する。ホームサーバ４０には、既にＴＶ用ＩＣチップ４３は挿入されている。
・ステップ２
ホームサーバ４０では、リモコン用ＩＣチップ４４のもつ情報を認識する。このとき、いままでに有しているＴＶ用情報と新たに得たリモコン用ＩＣチップの情報とを区別して認識する。
【００６１】
・ステップ３
リモコン４２は、システム全体に接続された旨を同報発信する。
・ステップ４
ホームサーバ４０は、その発信を受けて接続されたことを確認する。
・ステップ５
ホームサーバ４０は、システム全体に公開鍵イ_Aを発行する。
【００６２】
・ステップ６
リモコン４２は、その公開鍵イ_Aを得て、自身の固有情報と秘密鍵ロを公開鍵イAで暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報をシステム全体に同報発信する。
・ステップ７
ホームサーバ４０は、リモコン４２から得た情報を自身の保持する秘密鍵イ_Bで復号し、ＩＣチップ４４から得た情報と、リモコン４２から発信された情報とを照合する。その結果、情報が一致するのでログオンが許可される。
【００６３】
・ステップ８
リモコン４２は、以上の結果からホームサーバ４０との通信が可能となる。しかし、リモコン４２はホームサーバ４０とのやり取りだけでなく、ＴＶ４１との直接通信も希望する。そこで、その旨を知ったホームサーバ４０は、ＴＶ４１に対して秘密鍵ハで暗号化して秘密鍵二及びリモコン４２の位置情報を送信する。
また、ホームサーバ４０はリモコン４２に対しても秘密鍵ロで暗号化して秘密鍵ニ及びＴＶ４１の位置情報を送信する。
【００６４】
・ステップ９
この後、リモコン４２とＴＶ４１は秘密鍵ニを用いて通信を行う。この際、通信したい内容と通し番号を送信し、通し番号による認証を行う。この後は適時に秘密鍵の変更を行う。
・ステップ１０
ここまでのやり取りをお互いに記憶しておき、通し番号を振っておく。この情報は、ホームサーバ４０がＴＶ４１とリモコン４２の双方の情報を双方に送信しておく。
【００６５】
・ステップ１１
その通し番号の過去が一致し、最新の情報が一致しない場合に照合が認められる。
したがって、本実施の形態によれば、間違ったネットワークヘのログオンも未然に防ぐことができ、リピート端末による不正なログオンも防止することができる。また、これらをサーバヘの手動設定無しに実施することが可能となる。
【００６６】
第５の実施の形態
本実施の形態では、もっと限定した形でのもっとも理想的な例を挙げる。
まず、ネットワーク上には家庭内のあらゆる機器が接続されているとする。それらのネットワーク上のアドレスはＩＰｖ６（Internet Protocol version6）による１２８ｂｉｔのアドレスが割り振られていて、また、それはＥＵＩ６４アドレスを含んでいる。機器の接続はイーサネット、ＩＥＥＥ１３９４、その他の手段でもかまわないが、オーバーＩＰｖ６となっている。また、通し番号にはシーケンス番号とその際の動作を利用し、これをシーケンス情報と呼ぶ。
図１０は、ネットワークを介した認証システムの制御シーケンスを示す図であり、ホームサーバに様々な機器Ａ〜Ｅが接続されている場合のタイミングを示す。
【００６７】
・ステップ１
前記各実施の形態と同様の機能を有するＩＣチップをホームサーバに挿入する。
・ステップ２
ホームサーバは、該ＩＣチップの情報を得る。また、該ＩＣチップ内にホームサーバが対応していない新機能のドライバ情報等を入れておけば、それらも同時に入手することができる。
・ステップ３
接続された機器Ａは接続された旨をネットワーク上に同報発信する。
・ステップ４
その発信を受けたサーバは公開鍵イ_Aを発行し、同報発信する。
【００６８】
・ステップ５
機器Ａは、自身のＥＵＩ６４アドレスとサーバ内にある機器Ａ専用ＩＣチップのＥＵＩ６４アドレス、シーケンス情報・秘密鍵▲１▼を公開鍵で暗号化（ＥＮＣ）し、該暗号化した情報を同報発信する。
・ステップ６
機器Ａと端末間通信を行いたい機器を仮に機器Ｂ及び機器Ｃとする。機器Ｂ及び機器Ｃは、機器Ａと直接通信を行いたい旨を、今得た公開鍵イ_Aで暗号化し、シーケンス情報・秘密鍵▲２▼，▲３▼とともにサーバに送信する。
【００６９】
・ステップ７
ＩＣチップの情報と機器Ａから送信された情報とを比較し正当と認められた場合には、機器Ａに対して認証が認められ、Ｎ（Ｎは、１２８ｂｉｔの任意の数字）というＩＰアドレスが割り振られる。このＩＰアドレスの上位部６４ｂｉｔは、該ホームネットに固有のアドレスとなっており、下位部（６４ｂｉｔ）は該ホームサーバが自由に割り当てられる値である。この下位部のアドレスには、製品固有のＥＵＩ６４アドレスを用いる。このＩＰアドレス及びシーケンス情報と、機器Ｂには秘密鍵▲４▼を送信すること、及び機器Ｃには秘密鍵▲５▼を送信することを機器Ａに秘密鍵▲１▼で暗号化して送信する。
【００７０】
・ステップ８
ホームサーバは、機器Ａと端末間通信を行いたいという端末に対して正当と認められる端末（ここでは機器Ｂ及び機器Ｃ）に対して、機器Ａに送信したものと同じ秘密鍵▲４▼，▲５▼及びシーケンス情報を機器Ｂには秘密鍵▲２▼で暗号化して、機器Ｃには秘密鍵▲３▼で暗号化して送信する。
【００７１】
・ステップ９
機器Ａと機器Ｂ及び機器Ｃは、秘密鍵▲４▼，▲５▼を有していること、シーケンス情報を以って認証し、通信を行うことができる。この秘密鍵▲４▼，▲５▼は、お互いの交信の中で公開鍵や新たな秘密鍵に変更することによって盗聴を防ぐ。
また、シーケンス情報によってなりすましも防ぐことができる。
上述したサーバ側の動き及び端末側の動きについてフローを参照して詳細に説明する。
【００７２】
図１１は、サーバ側の認証処理動作を示すフローチャートであり、前記各実施の形態のサーバの動作に対応する。図中、ＳＴはフローのステップを示す。
ステップＳＴ１１の入力待ちにおいて、新機器からの認証要請がある場合はステップＳＴ１２で公開鍵の発行を行い、ステップＳＴ１３でサーバに接続された機器からの応答を待つ。対応する機器からの応答がないときはステップＳＴ１１に戻る。機器からの応答があるときは、ステップＳＴ１４で応答結果の照合を行い、一致すればステップＳＴ１５でログオンを許可する。
【００７３】
一方、サーバにＩＣチップ等の物体が装着されている場合（ステップＳＴ１６）は、ステップＳＴ１７で該ＩＣチップからＩＤテーブルを再作成してステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８で再照合を行い、再照合の結果一致していればステップＳＴ１５に進んでログオンを許可し、再照合の結果不一致であればステップＳＴ１９で不一致であることを端末に通知してステップＳＴ１１に戻る。
【００７４】
ステップＳＴ１５でログオンを許可されると、ステップＳＴ２０で該当する機器からの命令を待ち、命令が来なければ命令が来るまで待つ。
上記ステップＳＴ１１の入力待ちにおいて、既接続機器からの命令がある場合は上記各ステップＳＴ１２〜ＳＴ２０をジャンプしてステップＳＴ２１に進む。
【００７５】
上記ステップＳＴ２０で機器からの命令があるとき、あるいは上記ステップＳＴ１１で既接続機器からの命令があるときはステップＳＴ２１でシーケンス情報を基に照合を行い、不一致であればステップＳ２２で不一致であることを端末に通知してステップＳＴ１１に戻る。上記ステップＳＴ２１で一致していればステップＳＴ２３で命令を実行する。すなわち、ステップＳＴ２３の命令の実行では、まずステップＳＴ２４で機器への命令を実行し、新たな秘密鍵の発行を行う。次いで、ステップＳＴ２５で新たな命令待ちを行ってステップＳＴ２０に戻る。以上で、サーバ側の認証処理プログラムを終了する。
【００７６】
図１２は、機器側の認証処理動作を示すフローチャートであり、前記各実施の形態の各機器の動作に対応する。
まず、ステップＳＴ３１でネットワークに接続されると、ステップＳＴ３２でネットワークに接続されたことを同時発信し、ステップＳＴ３３で公開鍵の発行待ちを行う。応答がなければステップＳＴ３２に戻ってネットワークに接続されたことを同時発信する。応答があれば公開鍵を発行し、ステップＳＴ３４で機器自身の情報を上記公開鍵で暗号化して同報発信する。
【００７７】
次いで、ステップＳＴ３５で認証待ちを行って認証の許可／不許可を判別し、不許可であればステップＳＴ３２に戻り、許可であればステップＳＴ３６に進む。ステップＳＴ３６では、サーバに命令を出し、ステップＳＴ３７で入力待ちを行う。入力待ちの結果、サーバから不正の旨の通知があったときはステップＳＴ３４に戻って同報発信を繰り返し、また、サーバから実行許可の旨の通知があったときはステップＳＴ３６に戻ってサーバからの命令が来るまで待つ。サーバからの命令が来たときはステップＳＴ３８で認証の許可／不許可を判定し、不許可であればステップＳＴ３９でサーバに不許可の旨を通知してステップＳＴ３６に戻る。認証許可であればステップＳＴ４０で該命令を実行してステップＳＴ３５に戻る。以上で、機器側の認証処理プログラムを終了する。
【００７８】
以上説明したように、本認証方法では、端末機器に固有な情報を有するＩＣチップ（記憶媒体）を用意し、該ＩＣチップをサーバに装着し、公開鍵暗号化及び照合を行うことにより、「なりすまし」を防ぐとともに、不正な端末のネットワークヘのログオンを阻止することができる。また、サーバは公開鍵を同報発信し、該公開鍵によって端末機器は自身のもつ秘密鍵を暗号化して同報発信し、その後、適宜秘密鍵を変えて通信することにより、比較的軽い処理により盗聴を防ぐことができる。また、通信の際に「通し番号」を用いて、過去は一致すること、及び最新の情報は不一致であることを元にリピート端末の不正ログオンを防ぐことができる。その結果、プラグ・アンド・プレイ機器の簡便さを損なうことなく、プラグ・アンド・プレイ機器のセキュリティを高めることができる。
【００７９】
なお、上記各実施の形態に係る認証方法を、上述したような携帯電話機等の機器に適用することもできるが、勿論これには限定されず、暗号通信システムであれば全ての装置に適用可能である。この場合、本システムが、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や小型ノート型パソコンに組み込まれているものでもよい。
【００８０】
また、端末機器に固有な情報を有する記憶媒体としてＩＣチップという名称を用いているが、これは説明の便宜上であり、例えばＩＣカード、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード、コンパクトフラッシュ（ＣＦ）、スマートメディア、メモリスティクすべてに適用できる。
さらに、上記認証システムを構成する各端末機器の種類、数及び接続方法などは前述した各実施の形態に限られない。
【００８１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、ホームネットワークにおけるプラグ・アンド・プレイ機器における各機器の簡単かつ安全な認証方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の認証方法が適用されるシステムの構成を示す図である。
【図２】本実施の形態の認証方法が適用されるネットワークの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態の通し番号を用いた認証方法を説明するための図である。
【図４】本実施の形態の通し番号を用いた認証方法を説明するための図である。
【図５】本実施の形態のネットワークを介した認証システムの制御シーケンスを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のネットワークが一つ存在し、そのネットワークを介して使われる携帯電話機が複数存在する場合の認証方法を説明する図である。
【図７】本実施の形態の認証方法が適用されるサーバの好適な例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の認証方法が適用されるネットワークの構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の認証方法の複数の機器の組み合わせで動作するシステムの構成を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態のネットワークを介した認証システムの制御シーケンスを示す図である。
【図１１】本実施の形態の認証方法のサーバ側の認証処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】本実施の形態の認証方法の機器側の認証処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ビデオ（端末機器Ａ）
２ ＴＶ（端末機器Ｂ）
３ ＩＣチップ（固有な情報を有する記憶媒体）
１０ ネットワークＡの認証サーバ
１１ 端末機器Ａ
１２ 端末機器Ｂ
１３ 端末機器Ｃ
１４ 端末機器Ｄ
２０ ネットワークＢの認証サーバ
２１ 端末機器ア
２２ 端末機器イ
２３ 端末機器ウ
３０ サーバ
３１ 電話Ａ（正当な端末）
３２ 電話Ｂ（不正な端末）
４０ ホームサーバ
４１ ＴＶ
４２ リモコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an authentication method for a device in a system operating with a combination of a plurality of devices and servers, and more particularly to an authentication method for improving security of a plug and play device in a home network.
[0002]
[Prior art]
With the recent opening and generalization of network systems, security functions are indispensable for fields such as confidential information transfer and electronic commerce. The purpose of network security is to protect the security of the network, and it is said to protect information according to the sensitivity of the network system from various threats. In general, it is defined as maintaining confidentiality, integrity, availability, and non-repudiation. On the other hand, typical threats assumed for the network include eavesdropping, leakage, spoofing, tampering / forgery, unauthorized intrusion / unauthorized access, interception, denial of fact, destruction, and the like.
[0003]
In addition, as elemental technologies for network security, there are concealment / maintenance technology, authentication technology, key distribution technology, non-repudiation technology, third party credit agency, access management, security audit, security evaluation standard, and the like. Authentication is considered to confirm whether an entity involved in information communication (entity: human, process acting as a human proxy, software, hardware, communication data, etc.) is valid. .
[0004]
(1) Various methods for security of each device on the network have been proposed. For example, in the authentication method described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-336169, security is improved by changing authentication information for each communication called an infinite one-time authentication method.
(2) Although it is different from security, WOWOW (Japan Satellite Broadcasting) uses a specific object to prevent free viewing.
[0005]
(3) In the provider, etc., information (ID) and password unique to the individual are registered in the server side device by the operator's setting. The registration information is transmitted to the user's house by a sealed letter or the like. The user registers information obtained from the provider in his / her device and connects to the provider. As a result, logon is permitted when the information transmitted by the user matches the information registered in the server.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional authentication method for various devices in the home network, the security of the plug-and-play device that automatically incorporates and sets the device driver has not been considered. There was a problem like this.
[0007]
In the authentication method (1) above, since the client side first issues a public key and uses the public key to decrypt it on the server side, it is possible to prevent unauthorized logon but prevent eavesdropping. It is difficult. In addition, relatively large computing power is essential for the client. These characteristics are not suitable for a plug-and-play device authentication method used on a home network.
The method (2) is one-way authentication and only authentication for receiving a service, and is not suitable for two-way authentication.
In (3) above, complex operations are required.
[0008]
As described above, there are authentication methods with increased security for systems with a relatively high processing capacity such as a LAN (Local Area Network), but settings by the operator are required or heavy processing is essential. It becomes. There is nothing related to the security of plug-and-play devices that allow devices to be used without setting.
[0009]
In particular, wireless IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 has been put into practical use and MMAC (Multimedia Mobile Access Communication System) has been put into practical use. Play terminal security is a problem. Further, if the method (3) is used, the unauthorized terminal can be prevented from logging on to the network, but it is troublesome for the user.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a simple and secure authentication method for each device in a plug-and-play device in a home network.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The authentication method of the present invention is a device authentication method in a system that operates with a combination of a plurality of devices and servers, the step of mounting a storage medium holding information unique to the device A on the server, and the server Recognizing the unique information of the storage medium, broadcasting the fact that the device A is connected to the system, and detecting that the server detects that the device A is connected Process and the public key that the server sends to the entire system. _A Generating the public key _A Private key for decrypting _B And the server generates the public key icon. _A Broadcast to the entire system and the private key _B The device A keeps it strictly confidential, and the device A _A The device A detects the public key _A A broadcast transmission step of encrypting at least the unique information possessed by itself and broadcasting it to the entire system; a step of detecting the encrypted information by the server; and _B And the step of recognizing the decrypted information by the server, and the server collates the information obtained from the storage medium with the decrypted information. And a matching step for permitting connection.
[0011]
Further, in the broadcast sending step, the secret key of the device A is added and encrypted and broadcast to the entire system, and after the checking step, the secret key indicates that the server is permitted to connect. And transmitting to the device A using the server B, and the server appropriately updating the secret key B, encrypting it using the secret key B immediately before the update, and transmitting it to the other party. Yes.
[0012]
In the authentication method of the present invention, the server recognizes two or more devices that perform direct communication, and the server assigns the same secret key to the two or more devices that perform direct communication, A step of encrypting and transmitting using a secret key used for communication; a step of detecting the encrypted information by each device; and a secret key currently used by each device for communication with the server. And a step of recognizing the contents using the same and a step of performing communication using the same secret key between two or more devices performing the direct communication.
[0013]
The authentication method of the present invention is a device authentication method in a system that operates with a combination of a plurality of devices, and a serial number is added during communication between the devices, and past information to which the serial number is added matches, In addition, if the latest information does not match, a new command is accepted.
[0014]
The serial number may be a sequence number, and the storage medium may be a non-contact type IC chip.
The server may have a storage that can store a plurality of storage media temporarily or permanently, and further includes means for physically locking the storage. May be.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an authentication method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, the basic concept of the present invention will be described.
The following four problems are the main factors that hinder network security.
[0016]
(1) Impersonation
Trying to log on to the network with false real capabilities. For example, although it is an eavesdropper, it is a terminal that attempts to log on to the network by pretending that it is a mobile phone. In plug-and-play devices that operate without operator settings, spoofing by a wireless terminal is expected to be easy.
(2) Wiretapping
If communication is performed without encryption, there is a risk that the contents will be wiretapped. On the contrary, the contents to be communicated without encryption must be contents that may be intercepted.
[0017]
(3) Repeat
It is a terminal that attempts to log on illegally by repeatedly sending a command issued by some terminal without any difference. According to this repeat, an illegal command can be issued without decryption of the code.
(4) In addition, as local wireless communication develops, it is expected that problems such as which server the terminal device should belong to will occur even if it is not malicious.
[0018]
Therefore, in the present invention, firstly, known techniques such as general “common key cryptography” and “public key cryptography” are used. Here, “public key cryptography” is a cryptography that uses different keys for encryption and decryption. _A And secret key _B Encryption / decryption is performed with a pair of different keys. There are two cases of this usage.
[0019]
▲ 1 ▼ Public key _A When encrypting using
Public key _A Can decrypt the private key _B And the private key _B Even if it is kept secret, others cannot decrypt it.
(2) Private key _B When encrypting using
Secret key _B Is the public key _A So basically anyone can decrypt it. However, the public key _A Issuing person = private key _B Since only the owner can encrypt, it is used for electronic prominence that proves that it is a legitimate owner. Application of {circle around (2)} is the infinite one-time authentication method described in JP-A-10-336169.
[0020]
Either way, the “public key cryptography” _B Must be held strictly by itself, and in particular, the processing on the public key issuer side is generally heavy processing. Also, with the method (2), the contents of communication cannot be kept secret.
On the other hand, “Common Key Cryptography” is a means to communicate using the same key for encryption and decryption, and it is lighter than “Public Key Cryptography”. In some cases, it is necessary to enjoy the key without exposing it to others in advance.
[0021]
As described above, the plug-and-play device has a problem in security although it is simple.
Therefore, the present invention solves the above problems (1) to (4) by performing authentication by the following method.
[0022]
That is, for the problem (1), a storage medium paired with the terminal device A is used. By mounting the storage medium on the server, unauthorized terminals are prevented from logging on to the network. Information stored in the storage medium should be information that does not cause a problem even if viewed by others, and a secret key or the like cannot be used. For this reason, information unique to the device such as the manufacturing number of the device A or the EUI address is used as the information that the storage medium has. As a result, for example, even when the same wireless model exists nearby, it is possible to prevent an unauthorized terminal from logging on to the network. The storage medium may be an electronic object such as a floppy disk or an IC card, or may be a physical key that can represent a numerical value using a hole position or the like. However, it is preferable that duplication is impossible for general users, and it is most preferable to use an IC chip. A preferred example of the storage medium used in the present invention is a non-contact type IC chip.
[0023]
The problem (2) can be solved by combining “public key cryptography” and “common key cryptography”. In this case, it can be easily solved by always using “public key cryptography”, but since the processing is heavy, it is not desirable to issue public keys by “public key cryptography” except for the server. First, the server issues a public key and broadcasts it. With the public key, the terminal device encrypts and transmits its own private key. This transmission is also basically a broadcast transmission. Thereafter, eavesdropping is prevented by appropriately changing the secret key for communication.
[0024]
The above problem (3) can be solved by using a “serial number” during communication. In other words, the repeat terminal is prevented from unauthorized logon based on the fact that the past matches and the latest information does not match, and if the latest information also matches, the terminal is judged to be a repeat terminal and the logon is rejected. To do.
[0025]
Regarding the problem (4) above, it is possible to log on because there is a storage medium in the network (network 1) that you want to join, but there is no storage medium in the network that you do not want to join (network 2). It becomes possible. For example, it is assumed that there is a terminal device B closely related to the terminal device A. At this time, the server transmits a common secret key to the devices A and B by using encryption for each of these devices. At this time, each serial number is also added and transmitted. As a result, the device A and the device B can securely communicate using the secret key and serial number.
[0026]
The above is summarized as follows. As a prerequisite technology,
1) Mounting specific objects on equipment
2) Server issues public key
3) Public key cryptography (public key (1)) between server and terminal _A + Private key corresponding to this (1) _B ), And secret key cryptography (secret key (2))
4) Common key cryptography between terminal and terminal (secret key (3))
5) Serial number
Is used. By combining these as shown in [Table 1], (1) initial authentication (spoofing), (2) wiretapping, (3) repeat, and (4) logon destination problems are solved.
[0027]
[Table 1]

[0028]
In Table 1, the problem of eavesdropping and repeat is not solved unless there is initial authentication. Further, the difference between the “net auction” in which the auction site is realized on the Internet and the present invention is as follows. In the “net auction”, unique information is input by an operator's hand into a storage medium originally provided in a server device. The present invention inputs unique information by inserting an object having unique information for a terminal device into a server. When the specific information is illegally input to the server, it is more difficult and difficult to expose the specific object having the authentication information as in the present invention. As specific effects, (1) there is no need to input an ID, and (2) it is automatically recognized when authentication is re-executed (however, if fraud is found, it is necessary to start again from initial authentication) Therefore, re-recognition is easy when recovering from a power failure, for example.
[0029]
First embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system to which an authentication method based on the above basic concept is applied. This is an example applied to a TV to which video is connected as a mutual authentication method for devices in a system that operates with a combination of a plurality of devices.
In FIG. 1, 1 is a video (terminal device A), 2 is a TV (terminal device B) to which the video 1 is connected, 3 is an IC chip (a storage medium having unique information), and a TV (terminal device) serving as a server B) includes a dedicated input / output device and authentication information processing means for reading the authentication information of the IC chip 3.
[0030]
FIG. 1 shows security by using the property. A specific object holds authentication information, and the authenticating side verifies the authentication information so that it operates in conjunction with the person holding the object, the person authenticated to the object, or the object. Authenticate software, hardware, etc. as legitimate entities.
[0031]
In the present embodiment, an IC chip 3 that stores authentication information as a specific object is used. As the IC chip 3, for example, a non-contact type IC chip is desirable. The IC chip normally has tamper resistance and is configured such that information in the memory cannot be written from the outside. Therefore, information depending on individuals such as encryption keys and passwords can be stored and managed relatively safely, and the security processing function itself can be incorporated in the IC chip.
[0032]
In addition to the IC chip 3, for example, a key, token, batch, electronic key, or magnetic card may be used. A person possessing a key, token, or electronic key for unlocking the terminal is authenticated as a valid user of the terminal.
FIG. 2 is a diagram illustrating a network configuration to which the authentication method of the present embodiment is applied. This shows a situation where there are multiple networks and the logon destination is unknown.
[0033]
In FIG. 2, this network includes LAN-A connected to the WAN and LAN-B connected to the WAN as well. 10 is an authentication server of the network A, and 11 to 13 are connected to the authentication server 10. The plurality of terminal devices A, B, C, and 14 are terminal devices D that can wirelessly communicate with the authentication server 10. On the other hand, 20 is an authentication server of the network B, and 21 to 23 are a plurality of terminal devices A, A, C connected to the authentication server 20.
[0034]
In this network A, a plurality of terminal devices A, B, C... Are connected by a LAN, and the authentication server 10 is also connected to this network A. Similarly, in the network B, a plurality of terminal devices A, B,... Are connected by a LAN, and the authentication server 20 is also connected to the network B. For example, when the terminal device A communicates with the terminal device B, the terminal device A becomes an authentication requester and the terminal device B becomes an authenticator. In this embodiment, the authenticator is called a server. The authentication server 10 has a database accessible from a plurality of terminal devices (clients), and performs authentication upon receiving an authentication request from these terminal devices, and is called an authentication server. That is, when the terminal device and the terminal device communicate with each other, one of them behaves as a server. The above is for the network A, but the same applies to the terminal devices A, B, and C of the network B.
[0035]
The authentication method according to the present embodiment does not essentially presuppose the existence of a certification authority (CA). Data transmission / reception between clients may be performed directly without requiring the intervention of a certificate authority (CA), or may be performed via authentication servers 10 and 20 (for example, CA). Neither the authenticator nor the authentication requester may be a computer that operates through the actions of the operator or the user, not the person itself.
[0036]
As described in the basic concept above, when local wireless communication develops, it is expected that problems such as which server the terminal device should belong to may occur even if it is not malicious. For example, as shown in FIG. 2, when the terminal device D of the network A enters the local area of a plurality of networks (network A and network B), in the conventional example, to which server the terminal device D belongs. May be a problem. However, in the present embodiment, since there is a storage medium (IC chip 3) in the network (network A) to be joined, it is possible to log on. However, in the network (network B) that does not want to participate, the storage medium (IC Since there is no chip 3), logon is impossible. Details will be described later with reference to FIG.
[0037]
FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining an authentication method using a serial number. FIG. 3 shows a valid example of authentication using a serial number, and FIG. 4 shows an illegal example of authentication using a serial number. .
In the present embodiment, the “serial number” is used in communication, thereby preventing the terminal from attempting to log on illegally. In other words, it prevents unauthorized logon of a repeat terminal based on the fact that the past matches and the latest information does not match, and if the latest information also matches, the terminal is judged to be a repeat terminal and the logon is rejected. To do.
[0038]
Hereinafter, an authentication method for the system configured as described above will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a control sequence of the authentication system via a network. The present invention is applied to a network (FIG. 1) having a simplified configuration of a device A as an authentication requester and an authentication server as an authenticator. An example of the applied authentication algorithm is shown. In the figure, ST indicates a step number.
[0039]
In FIG. 5, the device A corresponds to the video 1 in FIG. 1, and the home server / home gateway (authentication server) corresponds to the TV 2 in FIG. Here, the object X indicates an IC chip 3 (storage medium) inserted into an input / output device of the TV 2 here. The home server / home gateway performs protocol conversion of data, and converts data into, for example, an IP (Internet Protocol) packet that is a LAN protocol, thereby realizing data communication via the IP network. The home server / home gateway is housed inside the TV 2 as a control base here, but may be installed outside.
As shown in FIG. 1, a video 1 is connected to a TV 2.
[0040]
・ Step 1
First, the IC chip 3 (object X in FIG. 5) attached to the video 1 (device A in FIG. 5) is inserted into the TV 2 (home server / home gateway in FIG. 5).
・ Step 2
The TV 2 grasps information on the inserted IC chip 3.
[0041]
・ Step 3
Video 1 broadcasts that it is connected to the entire system. In FIG. 5, the video 1 (device A) broadcasts that it is connected to the entire system TV 2 (home server / home gateway) and device B (in this case, the entire system is only TV 2).
[0042]
・ Step 4
The TV 2 receives the broadcast transmission from the video 1 (device A) and confirms that it is connected.
・ Step 5
TV2 has a public key ID for the entire system. _A Is issued. In FIG. 5, the public key is transferred from the TV 2 (home server / home gateway) to the video 1 (device A) and the device B. _A Broadcast.
[0043]
・ Step 6
Video 1 is the public key _A And the unique information (ID + sequence number) shared with the IC chip 3 and the secret key _A Is encrypted (ENC) and broadcasts that the encrypted information is connected to TV 2 (home server / home gateway) and device B (in this case, the entire system is only TV 2). .
[0044]
・ Step 7
The TV 2 decrypts the information obtained from the video 1 using the private key B stored therein, and collates the information obtained from the IC chip 3 (storage medium) with the information transmitted from the video 1. If the information matches, log-on of the video 1 to the network is permitted. If the authentication is rejected (including the case where the processing result does not return within a predetermined time), the authentication information is discarded. The above is the processing procedure for authenticating the login request when logging in for the first time.
[0045]
・ Step 8
Communication from the TV 2 to the video 1 is performed using the secret key B. Thereafter, communication is performed including a new secret key in a timely manner, and communication is performed using a new encryption key each time. When the login is performed next time, steps 1 to 8 are repeated.
According to the present embodiment, when logging on video 1 which is a plug-and-play device, it is possible to perform secure device authentication.
[0046]
Second embodiment
FIG. 6 is a diagram for explaining an authentication method when there is one network and there are a plurality of mobile phones used via the network.
In FIG. 6, 30 is a server, 31 is a telephone (telephone A) as a legitimate terminal, 32 is a telephone (telephone B) as an illegal terminal, 33 is an IC chip for legitimate telephone A, Assume that both A and fraudulent phone B are in the network.
[0047]
A suitable example of the server 30 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the server 30 has a storage (space) 34 for storing the IC chip 33, and the IC chip 33 is stored in the storage 34. It is also possible to apply a physical key 35 to the storage 34.
The flow of the authentication method in this case will be described. The basic processing procedure is the same as the control sequence of FIG.
[0048]
・ Step 1
A valid IC chip 33 for telephone A is inserted into the server 30.
・ Step 2
On the server 30 side, the information of the IC chip 33 is recognized.
・ Step 3
Telephone A and telephone B broadcast the fact that they are connected to the entire system.
[0049]
・ Step 4
The server 30 receives the call and confirms that it is connected.
・ Step 5
Server 30 is a public key manager for the entire system. _A Is issued. Here, the public key I is transferred from the server 30 to the telephone A and the telephone B. _A Broadcast.
・ Step 6
Telephone A and Telephone B have their public keys _A Each of the unique information and the telephone A is the private key B, and the telephone B is the public key I. _A (ENC) and broadcast the encrypted information to the entire system.
[0050]
・ Step 7
The server 30 decrypts the information obtained from the telephone A and the telephone B with the private key A held by itself, and collates the information obtained from the IC chip 33 with the information transmitted from the telephone A and the telephone B. Phone A matches and phone B information does not match. As a result, phone A is permitted to log on to the network and phone B is rejected.
[0051]
・ Step 8
Communication from the server 30 to the telephone A is performed using the secret key B. Thereafter, communication is performed including a new secret key in a timely manner, and communication is performed using a new encryption key each time.
According to the present embodiment, it is impossible to log on an unauthorized terminal to the network. In another example, this means that the TV in the neighbor's house cannot be operated with the remote control.
[0052]
Third embodiment
FIG. 8 is a diagram showing a network configuration to which the authentication method of the present embodiment is applied, and shows an example in which a mobile phone is in a plurality of networks. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
[0053]
Consider the case where there is one mobile phone and two non-malicious networks. This is a case where the mobile phone 15 wants to log on to one side but does not want to log on to the other side. Here, a network to be logged on is called network A, a server of the network is called server A, a network that does not want to be logged on is called network B, and the server is called server B.
The server 10 shown in FIG. 8 may have the configuration shown in FIG.
The flow of the authentication method in this case will be described. The basic processing procedure is the same as the control sequence of FIG.
[0054]
・ Step 1
An IC chip 16 unique to the mobile phone 15 is inserted into the server A.
・ Step 2
The server A recognizes information held by the IC chip 16.
・ Step 3
The mobile phone 15 broadcasts that it is connected to the entire system (network A and network B).
[0055]
・ Step 4
Server A and server B confirm that they are connected by receiving the call.
・ Step 5
Server A has a public key _A Is issued. Server B also has a public key _A Is issued.
・ Step 6
The telephone A, which is the terminal device 11, _A Obtain your own unique information and private key C _A (ENC) and broadcast the encrypted information to the entire system. Public key _A To encrypt the unique information and secret key d and broadcast it to the entire system.
[0056]
・ Step 7
The server A stores the information obtained from the mobile phone 15 with a private key _B The information obtained from the IC chip 16 and the information transmitted from the mobile phone 15 are collated. The collation matches and logon of the mobile phone 15 is permitted. On the other hand, the secret key _B As a result of decryption, the information does not match. As a result, the cellular phone 15 is permitted to log on to the network A and is denied to log on to the network B.
[0057]
・ Step 8
The mobile phone 15 can log on to the network (network A) to log on from the above results, and thereafter performs communication with the secret key C and changes the secret key at appropriate times.
・ Step 9
The exchanges so far are stored in each other, and serial numbers are assigned.
・ Step 10
Matching is permitted when the serial numbers of the past match and the latest information does not match.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent logon to the wrong network.
[0058]
Fourth embodiment
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a system that operates by combining a plurality of devices, and is an example in which a TV is connected to a home server and a TV remote control is newly connected.
In FIG. 9, 40 is a home server, 41 is a TV connected to the home server 40, and 42 is a remote control for operating the TV 41.
[0059]
The TV 41 and the home server 40 are already connected, and the remote controller 42 is to be connected there. Further, it is assumed that the TV 41 and the home server 40 are currently performing communication encryption with the secret key C.
The flow of the authentication method in this case will be described. The basic processing procedure is the same as the control sequence of FIG.
[0060]
・ Step 1
The remote control IC chip 44 is inserted into the home server 40. A TV IC chip 43 is already inserted in the home server 40.
・ Step 2
The home server 40 recognizes information held by the remote control IC chip 44. At this time, the existing TV information and the newly obtained remote control IC chip information are distinguished and recognized.
[0061]
・ Step 3
The remote controller 42 broadcasts that it is connected to the entire system.
・ Step 4
The home server 40 confirms that it has been connected by receiving the call.
・ Step 5
The home server 40 has a public key icon for the entire system. _A Is issued.
[0062]
・ Step 6
The remote control 42 has its public key _A And encrypts (ENC) its own unique information and secret key B with the public key A, and broadcasts the encrypted information to the entire system.
・ Step 7
The home server 40 stores the information obtained from the remote controller 42 with a private key _B The information obtained from the IC chip 44 and the information transmitted from the remote controller 42 are collated. As a result, logon is permitted because the information matches.
[0063]
・ Step 8
The remote controller 42 can communicate with the home server 40 from the above results. However, the remote controller 42 desires not only exchange with the home server 40 but also direct communication with the TV 41. Therefore, the home server 40 that knows that fact encrypts the TV 41 with the secret key C and transmits the secret key 2 and the position information of the remote controller 42.
The home server 40 also encrypts the remote key 42 with the secret key b and transmits the secret key D and the position information of the TV 41.
[0064]
・ Step 9
Thereafter, the remote controller 42 and the TV 41 communicate using the secret key D. At this time, the contents to be communicated and the serial number are transmitted, and authentication based on the serial number is performed. After this, the secret key is changed in a timely manner.
・ Step 10
The exchanges so far are stored in each other, and serial numbers are assigned. As for this information, the home server 40 transmits both information of the TV 41 and the remote control 42 to both.
[0065]
・ Step 11
Matching is permitted when the serial numbers of the past match and the latest information does not match.
Therefore, according to the present embodiment, logon to the wrong network can be prevented in advance, and unauthorized logon by a repeat terminal can also be prevented. Also, these can be performed without manual setting to the server.
[0066]
Fifth embodiment
In the present embodiment, the most ideal example in a more limited form is given.
First, assume that all devices in the home are connected on the network. The addresses on these networks are assigned 128-bit addresses according to IPv6 (Internet Protocol version 6), and include EUI64 addresses. The connection of the equipment may be Ethernet, IEEE1394, or other means, but is over IPv6. Further, the sequence number and the operation at that time are used as the serial number, and this is called sequence information.
FIG. 10 is a diagram showing a control sequence of the authentication system via the network, and shows timings when various devices A to E are connected to the home server.
[0067]
・ Step 1
An IC chip having the same function as in each of the above embodiments is inserted into the home server.
・ Step 2
The home server obtains information on the IC chip. Further, if driver information of a new function not supported by the home server is put in the IC chip, it can be obtained at the same time.
・ Step 3
The connected device A broadcasts on the network that it has been connected.
・ Step 4
The server that received the call is the public key _A Is issued and broadcast.
[0068]
・ Step 5
Device A encrypts its own EUI64 address, the EUI64 address of the IC chip dedicated to device A in the server, sequence information / secret key (1) with a public key (ENC), and broadcasts the encrypted information. To do.
・ Step 6
Devices B and C are supposed to perform communication between the device A and the terminal. The devices B and C indicate that they want to communicate directly with the device A and that the public key _A And is transmitted to the server together with the sequence information / secret keys (2) and (3).
[0069]
・ Step 7
If the information of the IC chip is compared with the information transmitted from the device A and it is recognized as valid, the device A is authenticated and the IP address N (N is an arbitrary number of 128 bits) is set. Allocated. The upper part 64 bits of this IP address is an address unique to the home net, and the lower part (64 bits) is a value to which the home server is freely assigned. A product-specific EUI64 address is used as the lower part address. This IP address and sequence information and the secret key (4) to be transmitted to the device B and the secret key (5) to be transmitted to the device C are encrypted and transmitted to the device A with the secret key (1). To do.
[0070]
・ Step 8
The home server sends the same secret key {circle around (4)} as that transmitted to the device A to the terminals (device B and device C in this case) that are recognized as legitimate for the terminal that wants to communicate with the device A. (5) and the sequence information are encrypted for the device B with the secret key (2) and transmitted to the device C with the secret key (3).
[0071]
・ Step 9
The devices A, B, and C have the secret keys {4}, {5}, can authenticate with the sequence information, and can communicate. These secret keys (4) and (5) are prevented from eavesdropping by changing to a public key or a new secret key during mutual communication.
Also, impersonation can be prevented by the sequence information.
The above-described movement on the server side and the movement on the terminal side will be described in detail with reference to the flow.
[0072]
FIG. 11 is a flowchart showing the authentication processing operation on the server side, and corresponds to the operation of the server in each of the embodiments. In the figure, ST indicates a flow step.
If there is an authentication request from the new device while waiting for input in step ST11, a public key is issued in step ST12, and a response from the device connected to the server is waited in step ST13. When there is no response from the corresponding device, the process returns to step ST11. If there is a response from the device, the response result is checked in step ST14, and if they match, logon is permitted in step ST15.
[0073]
On the other hand, when an object such as an IC chip is mounted on the server (step ST16), an ID table is recreated from the IC chip in step ST17, and the process proceeds to step ST18. In step ST18, rematching is performed. If the result of rematching is the same, the process proceeds to step ST15 to log on, and if the result of rematching is mismatched, the terminal is notified of the mismatch in step ST19, and step ST11 is performed. Return to.
[0074]
If logon is permitted in step ST15, the process waits for an instruction from the corresponding device in step ST20, and waits for an instruction if no instruction is received.
When there is a command from an already connected device while waiting for input in step ST11, the process jumps to steps ST12 to ST20 and proceeds to step ST21.
[0075]
When there is a command from the device at step ST20 or when there is a command from an already connected device at step ST11, the verification is performed based on the sequence information at step ST21. Is returned to step ST11. If they match in step ST21, the instruction is executed in step ST23. That is, in the execution of the instruction in step ST23, first, the instruction to the device is executed in step ST24, and a new secret key is issued. Next, in step ST25, a new command is waited and the process returns to step ST20. This is the end of the server-side authentication processing program.
[0076]
FIG. 12 is a flowchart showing the authentication processing operation on the device side, and corresponds to the operation of each device in each of the embodiments.
First, when connected to the network in step ST31, the fact that it has been connected to the network is sent simultaneously in step ST32, and public key issuance is waited for in step ST33. If there is no response, it returns to step ST32 and simultaneously transmits that it is connected to the network. If there is a response, a public key is issued, and in step ST34, the information of the device itself is encrypted with the public key and broadcast.
[0077]
Next, in step ST35, authentication is waited to determine whether authentication is permitted / not permitted. If not permitted, the process returns to step ST32, and if permitted, the process proceeds to step ST36. In step ST36, an instruction is issued to the server, and input is waited for in step ST37. As a result of waiting for input, when there is a notification of fraud from the server, the process returns to step ST34 and repeats broadcast transmission. When there is a notification of execution permission from the server, the process returns to step ST36 and returns from the server. Wait until your order comes. When a command is received from the server, whether authentication is permitted / not permitted is determined in step ST38, and if not permitted, the server is notified of the disapproval in step ST39 and the process returns to step ST36. If authentication is permitted, the command is executed in step ST40, and the process returns to step ST35. This is the end of the device-side authentication processing program.
[0078]
As described above, in this authentication method, an IC chip (storage medium) having information unique to a terminal device is prepared, the IC chip is mounted on a server, and public key encryption and verification are performed. In addition to preventing "spoofing", it is possible to prevent unauthorized terminals from logging on to the network. In addition, the server broadcasts the public key, and the terminal device encrypts and transmits the private key by using the public key. Eavesdropping can be prevented. Further, by using the “serial number” at the time of communication, it is possible to prevent unauthorized logon of the repeat terminal based on the fact that the past matches and the latest information does not match. As a result, the security of the plug-and-play device can be enhanced without impairing the simplicity of the plug-and-play device.
[0079]
Note that the authentication method according to each of the above embodiments can be applied to devices such as the mobile phone as described above, but of course not limited to this, and can be applied to all devices as long as it is an encryption communication system. It is. In this case, the system may be incorporated in, for example, a PDA (Personal Digital Assistant) or a small laptop computer.
[0080]
Further, although the name IC chip is used as a storage medium having information unique to the terminal device, this is for convenience of explanation. For example, an IC card, SD (Secure Digital) memory card, compact flash (CF), smart Applicable to all media and memory sticks.
Further, the type, number, connection method, and the like of each terminal device constituting the authentication system are not limited to the above-described embodiments.
[0081]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a simple and secure authentication method for each device in a plug-and-play device in a home network.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a system to which an authentication method according to a first embodiment of this invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a network configuration to which the authentication method of the present embodiment is applied.
FIG. 3 is a diagram for explaining an authentication method using a serial number according to the present embodiment;
FIG. 4 is a diagram for explaining an authentication method using a serial number according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a control sequence of the authentication system via the network according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an authentication method when there is one network according to the second embodiment of this invention and there are a plurality of mobile phones used via the network;
FIG. 7 is a diagram showing a preferred example of a server to which the authentication method of the present embodiment is applied.
FIG. 8 is a diagram illustrating a network configuration to which an authentication method according to a third embodiment of this invention is applied.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a system that operates with a combination of a plurality of devices in an authentication method according to a fourth embodiment of this invention;
FIG. 10 is a diagram illustrating a control sequence of an authentication system via a network according to a fifth embodiment of this invention.
FIG. 11 is a flowchart showing an authentication processing operation on the server side of the authentication method of the present embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing an authentication processing operation on the device side of the authentication method of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Video (terminal equipment A)
2 TV (terminal equipment B)
3 IC chip (storage medium with unique information)
10 Network A authentication server
11 Terminal equipment A
12 Terminal equipment B
13 Terminal equipment C
14 Terminal equipment D
20 Network B authentication server
21 Terminal equipment
22 Terminal equipment
23 Terminal equipment
30 servers
31 Phone A (legitimate terminal)
32 Phone B (illegal terminal)
40 Home server
41 TV
42 remote control

Claims (8)

A device authentication method in a system operating with a combination of a plurality of devices and servers,
Attaching a storage medium holding information unique to the device A to the server;
The server recognizing the unique information of the storage medium;
Broadcasting the fact that the device A is connected to the system to the entire system;
A detection step in which the server detects that the device A is connected;
Generating a public key _A sent by the server to the entire system;
Generating a secret Kagii _B to decode the information which the server is encrypted with the public Kagii _A,
The server broadcasts the public key _A to the entire system, and the secret key _B is strictly kept secret by itself,
The device A detecting the public key _A ;
A broadcast sending step in which the device A encrypts at least its own unique information using the public key _A and broadcasts it to the entire system;
A step of detecting information the server is the encrypted,
The server decrypting the information with the secret key _B ;
A step of recognizing the information which the server has decrypt,
Authentication method wherein the server verifies the information obtained information to have the decrypt from the storage medium, when the pass is characterized by having a verification process to allow connections of the system F. In the broadcast sending step, the private key of the device A is added and encrypted and broadcast to the entire system,
After the verification step, the server transmits to the device A that the server is permitted to connect using the secret key b;
The authentication method according to claim 1, further comprising a step in which the server appropriately updates the secret key B, encrypts the secret key B immediately before the update, and transmits it to the other party. The server recognizes two or more devices in direct communication;
The server encrypts and transmits the same secret key to two or more devices that perform the direct communication using a secret key that is currently used for communication with each device;
Each of the devices detects the encrypted information; and
Each of the devices is decrypted using a secret key currently used for communication with the server to recognize the contents;
The authentication method according to claim 1, further comprising a step of performing communication using the same secret key between two or more devices that perform the direct communication. A device authentication method in a system that operates with a combination of a plurality of devices,
An authentication method, wherein a serial number is added during communication between the devices, and a new command is accepted when past information to which the serial number is added matches and the latest information does not match. The authentication method according to claim 4, wherein the serial number is a sequence number. The authentication method according to claim 1, wherein the storage medium is a non-contact type IC chip. 4. The authentication method according to claim 1, wherein the server has a storage that can store a plurality of storage media temporarily or permanently. 5. 8. The authentication method according to claim 7, further comprising means for applying a physical key to the hangar.

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