JPH0373633A

JPH0373633A - 暗号通信方式

Info

Publication number: JPH0373633A
Application number: JP1209787A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ota; 和夫太田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1991-03-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は暗号通信方式に係り、詳しくは、秘密鍵暗号で
使用する秘密の暗号鍵をセンタと端末で共有する場合に
好適な暗号通信方式に関する。

〔従来の技術〕

電気通信システムを使用して重要な情報を送受する場合
に、不正な第三者から情報を保護するために暗号技術が
有効である。しかし、秘密鍵暗号は、暗号鍵と復号鍵が
同じなので、秘密通信で使用する秘密の暗号鍵を通信に
先だって共有する問題が生じる。従来、秘密鍵暗号で使
用する秘密の暗号鍵を共有するための鍵配送法としては
、暗号鍵を別の暗号鍵（以降、鍵暗号化鍵と呼ぶ）で更
に暗号化して配送する方式がある（例えば、Ｌｅｎｎｏ
ｎ、　Ｒ，Ｅ、　”Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ　Ａｒｃ
ｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒ　Ｉ　ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
　Ｓ　ｅｃｕｒｉｔｙ”、ＩＢＭ　５ｙｓｔ、Ｊ、。

１７．２．ｐｐ、１３８−１５１　（１９８３）＝及び
日本電信電話公社：”ＤＣＮＡネットワーク管理プロト
コル”２日本データ通信協会（１９８１）。

及び−松信二″データ保護と暗号化の研究”２日本経済
新聞社（１９８０））。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来方式では１通信相手と予め鍵暗号化鍵を共有し
、秘密に保持する必要が生じる。特に、センタ内に暗号
文を記憶しておいて、後日オフラインで処理する場合は
、センタでは暗号通信文を復号するための暗号鍵を利用
者毎に管理する必要があり、暗号鍵を記憶するためのメ
モリ量が増加する問題がある。

一方、貴重なセンタ資源等への不正なアクセスを防止す
るために、利用者の正当性を確認する認証技術がある。

利用者認証方式としては、利用者のみが秘密に記憶する
パスワードを利用した方式がよく知られているが、利用
者がパスワードを秘密に記憶しなければならない。また
、カード等と組み合わせて安全性を向上する方式も提案
されているが、常にカード等を持ち歩く必要がある。

利用者認証の解決策として、万人不同、終生不変な特徴
を備えた指紋等の身体的な識別情報を利用した利用者認
証方式が提案されている（例えば、日中、太田、岡本：
非特徴点を用いた指紋照合方法による本人確認について
、第１１回情報理論とその応用シンポジウム予稿集ｙ　
ｐｐ　−６９９−７０４）、身体的な識別情報を利用し
て認証を行うと、パスワード等の秘密情報を記憶する必
要がなく、また、カードを保持する必要もないので利用
者における使い勝手がよくなる。

この身体的な識別情報を利用して秘密を共有できれば、
利用者は予め秘密情報を記憶しなくても、センタとの間
で秘密通信を行える。しかし、秘書通信用の暗号鍵を生
成しようとすると、身体的な情報を読み取る時の環境（
例えば、指紋読取り装置への指のあて方等）によって識
別情報の読取り結果が一定とは限らないので、読取り値
をそのまま暗号鍵にできない問題がある。

本発明の目的は、センタと利用者間のプロトコルを工夫
して、利用者認証で利用する利用者の指紋等の識別情報
を暗号鍵の生成にも利用可能として、利用者が予め秘密
情報を記憶しなくても、暗号鍵を生成できるようにする
ことにある。

本発明の他の目的は、センタが暗号通信文を復号化する
ための復号鍵を利用者の指紋等の識別情報から生成でき
るようにして、利用者毎に暗号鍵を管理する必要をなく
し、メモリ量を節約することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明では、センタが利用者
Ｕｉの名前情報ＩＤｉに対応して認証情報ｆｉを管理す
る認証情報ファイルを備え、暗号文の送受信に先立って
、端末Ｔから利用者の認証情報ｆと名前情報ＩＤｉをセ
ンタへ送信し、センタは受信した名前情報ＩＤｉに対応
する認証情報ｆｉを前記認証情報ファイルから読み出し
て、該読み出した認証情報ｆｉと端末Ｔがら受信した認
証情報ｆを比較し、合格の場合、Ｈ（Ｔ、ｆｉ）＝ｈｔ　（ｆｉＲ）但し、Ｈ：センタ開存の暗号鍵生成関数ｈＴ：端末Ｔ固
有の暗号鍵生成関数を満す補正値Ｒを求めて端末Ｔに送信し、端末Ｔは、認
証情報ｆとセンタから受信した補正値ＲからｈＴ（ｆｉ
Ｒ）を計算し、その値を秘密鍵にとして暗号文を作成し
てセンタに送信し、センタは端末Ｔから暗号文を受信す
ると、Ｈ（Ｔ、　ｆｉ）を計算し、その値を秘密鍵にと
して暗号文を復号化するようにしたことである。

〔作　用〕

本発明では、センタが管理する認証情報から求める暗号
鍵の値と、端末が読み取った認証情報から求める暗号鍵
の値が一致するように、センタは両者の補正値を端末に
通知する。これによって、識別情報の読み取り結果が一
定とは限らない場合にも、端末側では読取り値と補正値
から暗号鍵を計算することができるため、予め秘密情報
を記憶しておく必要がない。また、センタは、暗号通信
文を復号化するための復号鍵を利用者の指紋等の識別情
報から生成できるので、利用者毎に暗号鍵を管理する必
要がなく、メモリ量を節約できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明する。

第工図は本発明による秘密鍵暗号通信の原理構成図を示
したものである。センタ１００は認証処理用に、利用者
Ｕｉ（ｉ：ｌ〜ｎ）の名前情報ＩＤｉに対応して認証情
報（身体的な識別情報）ｆｉを秘密に管理する認証情報
ファイル１１０を保持している。

暗号文の送受信に先立って、端末（Ｔ）２００より利用
者の認証情報ｆと名前情報ＩＤ１をセンタ１００へ送信
する。センタ１００では、端末（Ｔ）２００から認証情
報ｆと名前情報ＩＤｉを受信すると、まず、端末（Ｔ）
２００から与えられた名前情報ＩＤｉをキーとして認証
情報ファイル１１０から該名前情報１．　Ｄ　ｉに対応
する認証情報ｆｉを読み出す。次に、比較部１２０にお
いて。

端末（Ｔ）２００が読み取った認証情報ｆと認証情報フ
ァイル１１０から読み出した認証情報ｆｉを比較し、合
格の場合（ｆ沼ｆｔ）、誤差補正部１３０において、Ｈ（Ｔ、ｆよ）＝ｈＴ　（ｆｉＲ）を満たす補正値Ｒを算出して端末２００に送信する。こ
こで、Ｈはセンタ固有の暗号鍵生成関数。

ｈＴは端末（Ｔ）固有の暗号鍵生成関数である。

端末（Ｔ）２００では、暗号鍵生成部２１０において、
端末で読み取った認証情報ｆとセンタ１００から与えら
れた補正値Ｒに基づき、端末固有の暗号鍵生成関数ｈＴ
を用いてｈＴ（ｆｉＲ）を計算し、その値を秘密鍵にと
する。メツセージＭを送信する場合、暗号化部２２０に
おいて、該メツセージＭを暗号鍵にで暗号化して暗号文
Ｚを生威し、センタ１００へ送信する。

センタ１００では、端末（Ｔ）２００から暗号文Ｚを受
信すると、暗号鍵生成部１４０において。

センタ固有の暗号鍵生成関数Ｈを用いてＨ（Ｔ。

ｆｉ）を計算して、その値を秘密鍵にとし、復号化部１
５０において、該秘密鍵Ｋを用いて暗号文Ｚを復号して
元のメツセージＭを得る。

次に、誤差補正部１３０、暗号鍵生成部上４０゜２１０
の構成例について説明する。

センタ固有の暗号鍵生成関数Ｈはセンタ１００が記憶す
る一方向性関数（すべての端末に対して共通）、端末固
有の暗号鍵生成関数ｈＴは端末Ｔが記憶する一方向性関
数である。従って、ＨとｈＴは一方向性関数０１とＧ、
を用いて、Ｈ（’ｒ、　ｆｉ）　＝ａ、　（’ｒ、　ａｌ（ｆｉ）
）　　　　（１）ｈＴ（ｆｉ　Ｒ）　：Ｇ、　（’ｒ、
　ａｌ、（ｆ）ΦＲ）　　（２）但し、０は排他的論理
和と表わすことができる。このとき、誤差補正値Ｒは、Ｒ＝Ｇ□　（ｆ　ｉ）　ＯＧ、　　（ｆ）　　　　　　
　　　　　　（３）で表わされる。このとき、Ｇ工（ｆ
ｉ）＝０１（ｆ）ｅＲが成り立つ。

第２図は誤差補正部１３０の具体的構成例で、１３１と
１３２はそれぞれＧ工の関数発生器、１３３は排他的論
理和回路である。即ち、第２図は（３）式の演算回路を
示している。

第３図はセンタ１００の暗号鍵生成部１４０の具体的構
成例で、１４１はＧ１の関数発生器、１４２はＧ２の関
数発生器である。即ち、第３図は（１）式の演算回路を
示している。

第４図は端末（Ｔ）２００の暗号鍵生成部２工Ｏの具体
的構成例で、２１１はＧ１の関数発生器。

２１２は排他的論理和回路、２１３はＧ２の関数発生器
である。即ち、第４図は（２）式の演算回路を示してい
る。

ここで、Ｇが一方向性関数とは、Ｇ　（ｘ）の計算は容
易であるが、Ｇ　（Ｘ）からＸを求めるのが困難な関数
である。Ｇは高速な慣用暗号化装置、例えばＤＥＳ暗号
（Ｄ　ａｔａ　Ｅ　ｎｃｒｙｐｔｉｏｎ　Ｓ　ｔａｎｄ
ａ−ｒｄ　Ｆ　ｅｄｅｒａｌ　Ｉ　ｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ　Ｐ　ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓ　ｔａｎｄ−ａｒｄｓ
　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　４６　、１９７７　）を用
いて構成できる。具体的な構成例を第５図に示す。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、利用
者の身体的識別情報を利用して秘密鍵を共有できるので
、利用者は秘密情報を記憶しなくてもよい。また、セン
タは、暗号通信文を復号化するための復号鍵を識別情報
から生成できるので、利用者毎に暗号鍵を管理する必要
がなく、メモリ量を節約できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による暗号通信の原理構成図。第２図は誤差補正部の構成例を示す図、第３図はセンタ
での暗号鍵生成部の構成例を示す図、第４図は端末での
暗号鍵生成部の構成例を示す図、第５図は一方向性関数
の構成例を示す図である。１００・・・センタ、　１１０・・・認証情報ファイル
、１２０・・・比較部、　１３０・・・誤差補正部、１
４０・・・暗号鍵生成部、　１５０・・・復号化部、２
００・・・端末、　２１０・・・暗号鍵生成部。２２０・・・暗号化部。ｍ２図５Ｌ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）センタと端末で秘密の暗号鍵を共有して暗号文を
送受信する暗号通信方式において、センタは利用者Ｕ＿ｉの名前情報ＩＤ＿ｉに対応して認
証情報ｆ＿ｉを管理する認証情報ファイルを備え、暗号文の送受信に先立って、端末Ｔから利用者の認証情
報ｆと名前情報ＩＤ＿ｉをセンタへ送信し、センタは受
信した名前情報ＩＤ＿ｉに対応する認証情報ｆ＿ｉを前
記認証情報ファイルから読み出して、該読み出した認証
情報ｆ＿ｉと端末Ｔから受信した認証情報ｆを比較し、
合格の場合、Ｈ（Ｔ，ｆ＿ｉ）＝ｈ＿Ｔ（ｆ，Ｒ）但し、Ｈ：センタ固有の暗号鍵生成関数ｈ＿Ｔ：端末Ｔ固有の暗号鍵生成関数を満す補正値Ｒを求めて端末Ｔに送信し、端末Ｔは、認証情報ｆとセンタから受信した補正値Ｒか
らｈ＿Ｔ（ｆ，Ｒ）を計算し、その値を秘密鍵Ｋとして
暗号文を作成してセンタに送信し、センタは端末Ｔから暗号文を受信すると、Ｈ（Ｔ，ｆ＿
ｉ）を計算し、その値を秘密鍵にとして暗号文を復号化
すること特徴とする暗号通信方式。