CN1906623A - 非接触式卡 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种非接触式卡，该非接触式卡使读写器能够在一组卡识别过程中识别这种读写器正在与那个卡进行通信，并且提高了保护持卡人的隐私的可能性。非接触式卡(200)包括：电力检测单元(203)；随机数ID生成单元(210)，其每当电力检测单元(203)检测到电力被提供时，确定标识卡(200)的标识符；ID存储单元(2081)，其保存所确定的标识符；发送/接收电路(204)，其接收请求应将标识卡(200)的标识符发送到读写器(100)的命令，并且发送/接收电路(204)在接收到的命令是第一个接收到的命令的情况下，将所确定的标识符发送到读写器(100)，而在接收到的命令是第二个或者更后面接收到的命令的情况下，将所保存的标识符发送到读写器(100)。

Description

非接触式卡

技术领域

本发明涉及一种与读写器(reader/writer)无线地进行通信的非接触式卡。

背景技术

按照惯例，使用电磁感应法或者类似方法的时隙方法被用于在发送/接收数据的非接触式卡和识别该非接触式卡的读写器之间的通信。在一个读写器覆盖的通信区域内同时地存在多个非接触式卡、并且这样的多个非接触式卡响应于由读写器执行的轮询(polling)而同时地发送应答信号的情况下，由于应答信号的碰撞，任何一个非接触式卡都不能够正常地与读写器进行通信。所述时隙方法防止了这种情况的发生。

以下描述了根据该时隙方法如何实现通信。

(1)为了检测非接触式卡的存在，读写器发送一个请求命令。该请求命令包括作为时间周期(时隙)的编号的“时隙号”，在这些时间周期中该非接触式卡能够做出初始应答。

(2)接收到请求命令以后，该非接触式卡在其中一个时隙返回包括它的卡ID在内的初始应答。该非接触式卡独立地决定其做出初始应答的时隙。

(3)当检测到初始应答碰撞时，该读写器再次发送请求命令。结果，重新开始时隙的计数。

(4)当在任何一个时隙内检测到初始应答都没有碰撞时，该读写器能够识别所有的非接触式卡。这标志着卡识别处理的完成。

作为读写器采用的非接触式卡识别方法，也存在着时隙制造者(timeslot maker)方法，在该方法中读写器通知非接触式卡能够做出初始应答的时机。同样，在该方法中非接触式卡独立地决定其做出初始应答的时隙。

为了使读写器识别每个非接触式卡，非接触式卡需要使用可以区别这个非接触式卡和另外的非接触式卡的卡ID。通过使用卡ID，该读写器识别出正在与这个读写器进行通信的非接触式卡。上述方法被标准化成为ISO/IEC14443-3(B型，初始化和防碰撞方案(Type B，initialization and anticollision scheme))。

发明内容

然而，传统的非接触式卡包括存储特定值的只读存储器(ROM)，并且这个值被用作卡ID。这样，第三方有可能推测出当该非接触式卡做出初始应答时所使用的卡ID是标识持有该非接触式卡的个人(在下文被称为“持卡人”)的标识符。这会导致侵犯持卡人的隐私。

非接触式卡返回包括它的卡ID在内的初始应答来响应从读写器发送的请求命令。因此，通过使用安装在不同地方的多个读写器来记录初始应答以及通过分析被记录的初始应答，有可能识别持卡人活动的范围和时间。所以，当同样的卡ID被连续地使用时，可能识别出使用这个卡ID的非接触式卡的持卡人的活动、并且侵犯他/她的隐私。

为了解决上述问题，可以想到的是，已收到从读写器发送的请求命令的非接触式卡，使用该读写器为每个它所接收到的请求命令而改变的卡ID来做出初始应答。然而，当对于每一个请求命令改变卡ID时，对读写器来说，与使用特定卡ID的非接触式卡进行通信变得不可能。在一组卡识别过程中，非接触式卡需要使用同一个卡ID。“一组卡识别过程”指的是从读写器第一次给非接触式卡发送请求命令直到该读写器识别这个非接触式卡所要执行的处理过程。

考虑到上述问题而构思了本发明，并且本发明的目的是提供一种非接触式卡，该非接触式卡使读写器能够在一组卡识别过程中识别这种读写器正在与哪个非接触式卡进行通信，并且该非接触式卡提高了保护持卡人隐私的可能性。

为了解决上述问题，本发明的非接触式卡是在被提供电力之后与读写器进行通信的非接触式卡，包括：电力检测单元，用于检测足够与读写器进行通信的电力；标识符确定单元，用于每当电力检测单元检测到足够的电力时，确定一个标识非接触式卡的标识符；已确定标识符存储单元，用于保存由标识符确定单元确定的标识符；接收单元，用于从读写器接收请求应将标识该非接触式卡的标识符发送到读写器的命令；以及发送单元，用于(i)在由接收单元接收到的命令是第一个接收到的命令的情况下，将由标识符确定单元确定的标识符发送到读写器，以及(ii)在由接收单元接收到的命令是第二个或者更后面接收到的命令的情况下，将保存在已确定标识符存储单元中的标识符发送到读写器。这里，“检测足够与读写器进行通信的电力”表示要检测所提供的电力。此外，“电力检测单元检测到足够的电力”表示电力检测单元检测到已经提供了电力。

每当电力检测单元检测到足够的电力时，标识符确定单元确定一个标识该非接触式卡的标识符。于是，可以增加每当电力检测单元检测到足够的电力时确定一个第三方难以推测的标识符的可能性。因此，即使本发明的非接触式卡所使用的标识符被记录和分析时，第三方也难以识别持卡人的活动。换句话说，根据本发明的非接触式卡提高了保护持卡人隐私的可能性。

此外，发送单元发送所确定的标识符或者在已确定标识符存储单元中保存的与它一样的标识符。于是，读写器可以执行通信，识别出这个读写器正在和本发明的非接触式卡进行通信。

每当电力检测单元检测到足够的电力时，标识符确定单元可以生成一个标识符，并且可以将所生成的标识符确定为标识该非接触式卡的标识符。

标识符确定单元可以生成由固定值部分和随机数部分构成的标识符。于是，根据本发明的非接触式卡的标识符中的固定值部分可以包括发卡商ID、服务类型等等。通过随机数部分可以达到本发明的目的。因此，读写器可以通过检查标识符中的固定值部分来获得该卡信息。此外，可以防止持卡人的活动被识别。

本发明的非接触式卡可以进一步包括候选标识符存储单元，其保存候选标识符，其中，每当电力检测单元检测到足够的电力时，标识符确定单元可以选择一个保存在候选标识符存储单元中的候选标识符，并且可以将所选中的候选标识符确定为标识该非接触式卡的标识符。

标识符确定单元使用随机数来确定标识符。利用使用随机数来确定标识符的这种结构，第三方推测确定的标识符变得不可能。此外，第三方推测将要生成的下一个标识符变得不可能。

本发明的非接触式卡可以进一步包括通信结束检测单元，其用于检测读写器和接收单元以及发送单元之间的通信的结束，其中，在通信结束检测单元检测到通信结束的情况下，标识符确定单元可以确定一个新的标识符，并且已确定标识符存储单元可以保存该新的标识符。

在与非接触式卡进行的通信结束之后，在后来的通信中，读写器能够将这个非接触式卡认作不同的卡。这就允许非接触式卡改变它的标识符。于是，可以进一步提高防止侵犯该非接触式卡的持卡人的隐私的可能性。

读写器和非接触式卡之间的通信遵守ISO/IEC14443，并且发送单元发送的标识符被设置为伪唯一(Pseudo-Unique)邻近式集成电路卡(PICC)标识符，该标识符被包括在对从读写器发送到非接触式卡的请求命令的应答中。

本发明的非接触式卡可以进一步包括：模式判断单元，用于判断非接触式卡操作的操作模式；随机标识符生成单元，用于以随机的方式生成标识符；特定标识符生成单元，用于生成特定的标识符，其中，基于模式判断单元做出的判断，标识符确定单元可以将下列的标识符之一确定为标识非接触式卡的标识符：由随机标识符生成单元生成的标识符；以及由特定标识符生成单元生成的标识符。

根据本发明的非接触式卡根据操作模式来确定标识符。于是，在持卡人不担心他/她的隐私的情况下，使用特定标识符(固定标识符等)使得这样的持卡人能够得到特别的服务。相反，当持卡人担心他/她的隐私时，使用随机生成的标识符使得提高了持卡人的便利性。

操作模式可以包括：检查模式，指示非接触式卡正处于检查过程中；以及使用模式，指示非接触式卡正处于公共用户的使用中，并且标识符确定单元可以(i)在检查模式中，确定由特定标识符生成单元生成的标识符是标识该非接触式卡的标识符，以及(ii)在使用模式中，确定由随机标识符生成单元生成的标识符是标识该非接触式卡的标识符。

使用根据本发明的非接触式卡允许当检查机处于可以通过非接触式通信来执行检查的环境下时，该检查机在检查过程中使用特定标识符。该检查机可以保存包括在来自该非接触式卡的应答中的标识符作为模式。于是，执行和卡ID相关的计算变得不必要，因此提高了检查的效率。同时，由于当非接触式卡正在使用时，使用随机地生成的标识符，因此保护持卡人的隐私成为可能。

此外，使用根据本发明的非接触式卡允许检查机预先保存测试模式。

特定标识符生成单元可以基于存储在只读存储器中的信息来生成标识符，其中存储在该只读存储器存储中的信息不可重写。

特定标识符生成单元可以基于存储在非易失性存储器中的信息来生成标识符，其中存储在该非易失性存储器中的信息可重写。该非易失性存储器是电可擦除可编程只读存储器、铁电(ferroelectric)随机存取存储器、磁阻随机存取存储器和相变存储器(ovonic unifiedmemory)其中之一。

如上所述，本发明可以提供一种非接触式卡，该非接触式卡使读写器在一组卡识别过程中能够识别这个读写器正在与哪个非接触式卡进行通信，并且提高了保护持卡人隐私的可能性。

此外，也可以将本发明实施为如下：一种方法，包括被包含在本发明的非接触式卡中的特征单元作为其步骤；一种使计算机执行这种步骤的程序；一种存储了这种程序的像CD-ROM这样的存储介质；和一种集成电路。也需要注意的是，这样的程序能够被在像通信网络这样的传输介质上分发。

2004年4月14日提交的日本专利申请No.2004-118807，包括说明书、附图和权利要求书在内，通过引用将其全部并入此处。

附图说明

通过下列结合说明本发明的一个具体实施例的附图而进行的描述，本发明的这些和其它目的、优点和特征将变得明显。图中，

图1是说明实现实施例的场合的图；

图2是示出请求命令的结构的图；

图3是示出初始应答的结构的图；

图4是示出一组卡识别过程的图；

图5是示出一组卡识别过程和实际数据的通信的图；

图6是示出读写器和根据第一个实施例的非接触式卡的结构的模块结构图；

图7是示出读写器和根据第一个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图8是示出根据第一个实施例的非接触式卡在做出包括卡ID的初始应答时所执行的步骤的流程图；

图9是说明第一个实施例所产生的效果的图；

图10是示出根据第一个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图11是示出处于制造过程中的根据第二个实施例的非接触式卡的图；

图12是示出根据第二个实施例的非接触式卡的模块结构图；

图13是示出根据第二个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图14是示出根据第二个实施例的非接触式卡在做出包括卡ID的初始应答时所执行的步骤的流程图；

图15是示出根据第二个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图16是示出根据第二个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图17是示出根据第二个实施例的非接触式卡在做出包括卡ID的初始应答时所执行的步骤的流程图；

图18是示出根据第三个实施例的非接触式卡的模块结构图；

图19是示出根据第三个实施例的非接触式卡的功能的框图；

图20是示出根据第四个实施例的卡ID的结构的图；

图21是示出根据第五个实施例的移动终端设备和非接触式卡的外部视图；

图22是示出根据第五个实施例的移动终端设备和非接触式卡的功能的框图；

图23是示出根据第一个实施例的被使实现为LSI的非接触式卡的部分功能的图；

图24是示出根据第二个实施例的被使实现为LSI的非接触式卡的部分功能的图；以及

图25是示出根据第三个实施例的被使实现为LSI的非接触式卡的部分功能的图。

具体实施方式

参考附图，以下描述了实施本发明的最佳模式。

给出了与读写器遵守ISO/IEC14443-3(B类，初始化和防碰撞方案)地进行通信的非接触式卡的一个实施例的描述。ISO/IEC14443-3(B类，初始化和防碰撞方案)是所使用的一个协议，例如，用于公共运输设施中的检票口(ticket gate)等。参考图1，假设以下情况，用作火车票的非接触式卡200和非接触式卡300同时地接近用作检票口的读写器100。

根据ISO/IEC14443-3(B类，初始化和防碰撞方案)，通过下述过程来识别非接触式卡。

首先，作为检票口的读写器100发送一个请求命令。该请求命令是一个信号，其格式在图2中示出。时隙数(N)由包括在请求命令中的“PARM”中的三个比特来标识，从“比特1(图2中的“b1”)”开始到“比特3(图2中的“b3”)”。该被标识的时隙数(N)被通知给非接触式卡200和非接触式卡300。非接触式卡200和非接触式卡300中的每一个在时隙1到N的其中一个中做出初始应答。

以下，假设时隙数(N)是“4”。换句话说，响应于请求命令，非接触式卡200和非接触式卡300中的每一个从时隙1到4中选择一个时隙，并且在所选择的时隙内做出初始应答。

初始应答是一个信号，其格式在图3中示出。初始应答包括：卡ID(PUPI)，用于标识该非接触式卡；APP数据，用于向读写器100通知关于包括在该非接触式卡中的应用的信息；以及协议Inf，用于向读写器100通知关于与读写器100进行通信所使用的协议的信息。在设置卡ID(PUPI)、APP数据和协议Inf之后，非接触式卡200和非接触式卡300向读写器100做出初始应答。

收到来自非接触式卡200和非接触式卡300的初始应答之后，读写器100参考接收到的初始应答中的CRC值等，判断初始应答是否有碰撞。

参考图4，在第一个卡识别过程中，读写器100发送请求命令R1。响应于这个请求命令R1，非接触式卡200和非接触式卡300在时隙2做出各自的初始应答。换句话说，在同一时间，时隙2，非接触式卡200做出初始应答A21而非接触式卡300做出初始应答A31。这样，读写器100检测到初始应答存在碰撞。于是，将再次执行卡识别过程。

在第二个卡识别过程中，读写器100发送请求命令R2。响应于这个请求命令R2，非接触式卡200在时隙3做出初始应答A22，而非接触式卡300在时隙2做出初始应答A32。换句话说，非接触式卡200和非接触式卡300在不同的时隙中做出它们各自的初始应答。在这种情况下，读写器100检测到初始应答没有碰撞发生。换句话说，读写器100可以识别非接触式卡200和非接触式卡300。于是，完成了卡识别过程。

在本说明书中，“一组卡识别过程”指的是从读写器第一次向非接触式卡发送请求命令直到该读写器识别这个非接触式卡所要执行的处理过程。这样，在图4说明的例子中，第一个卡识别过程和第二个卡识别过程组成“一组卡识别过程”。

在“一组卡识别过程”完成后，非接触式卡200和非接触式卡300通过读写器100在它们之间传送实际数据。图5是示出“一组卡识别过程”和实际数据的通信的图。

当非接触式卡200和非接触式卡300同时地存在于读写器100预定的区域范围之内，并且电力被提供给非接触式卡200和非接触式卡300(图5中示为“通电”)时，在通信的开始执行“一组卡识别过程”。

在通信开始时的一组卡识别过程完成后，非接触式卡200和非接触式卡300通过读写器100在它们之间传送实际数据。

在传送实际数据之后，在通信结束时执行一组过程。在这样的一组过程中，读写器100向每个卡发送指示通信结束的取消选定命令。

同时，也可以假定以下的情况作为一个例子，如同图1示出的那样，其中非接触式卡200和非接触式卡300同时地接近读写器100：非接触式卡200是存储了非接触式卡200的持卡人的姓名的主卡，而非接触式卡300与非接触式卡200同时地接近读写器300，目的是要将持卡人的姓名复制到非接触式卡300的存储器中。

出于简化的目的，以下只描述了从读写器100第一次发送请求命令直到该读写器100识别非接触式卡200所要执行的“一组卡识别过程”。

(第一个实施例)

图6是示出读写器100和非接触式卡200的结构的图。

读写器100由天线101、发送/接收电路102、中央处理单元(CPU)103和存储器104组成。存储器104存储了将要被CPU 103执行的程序，并且被作为用于在程序执行时存储将要处理的数据的存储单元来使用。举例说，存储器104可以被实现为允许重写信息的非易失性存储器，或者可以被实现为不允许重写信息并且存储程序和数据的ROM以及在程序执行时被用作临时工作区域的RAM的组合。

非接触式卡200由天线201、电力存储单元202、电力检测单元203、发送/接收电路204、中央处理单元(CPU)205、RAM 208和ROM207组成。当非接触式卡200处于距离读写器100的预定区域的范围之内时，电力存储单元使用感应电动势来存储电力。电力检测单元203检测到足够发送/接收电路204与读写器100进行通信的电力。换句话说，电力检测单元203检测到已提供了电力。换另一句话说，电力检测单元203检测到电力存储单元202已存储了电力。

ROM 207存储用于处理来自读写器100的命令的程序，并且被用作用于在程序执行时存储将要被处理的数据的存储单元。将要被处理的数据包括将要被存储的数据。举例说，RAM 208可以被实现为允许重写信息的非易失性存储器。

ROM 207存储了用于使用随机数来生成卡ID的随机数ID生成程序210A。RAM 208存储了由CPU 205执行随机数ID生成程序210A所生成的卡ID。RAM 208还存储了第一请求判断标志，其指示发送/接收电路204在“一组卡识别过程”中收到的请求命令是否为第一个请求命令。

此外，ROM 207存储了第一请求判断程序211A，其用于判断发送/接收电路204在“一组卡识别过程”中收到的请求命令是否为第一个请求命令。ROM 207还存储了用于提取存储在RAM 208中的卡ID的提取程序212A。

CPU 205执行存储在ROM中的随机数ID生成程序210A、第一请求判断程序211A和提取程序212A。

图7是示出图6所示的非接触式卡200的内部结构的功能图。参考图7提供以下的描述。随机数ID生成单元210的功能通过CPU 205执行随机数ID生成程序210A来实现。第一请求判断单元211的功能通过CPU 205执行第一请求判断程序211A来实现。提取单元212的功能通过CPU 205执行提取程序212A来实现。

随机数ID生成单元210、第一请求判断单元211和提取单元212中的一个或者多个、或者全部可以用软件或者专用硬件来实现。

随机数ID生成单元210是根据本发明的非接触式卡的标识符确定单元的一个例子。

ID存储单元2081是RAM 208中的一个区域，其中存储卡ID。第一请求判断标志存储单元2082是RAM 208中的一个区域，其中存储第一请求判断标志。

第一请求判断标志被设置为默认值，例如“0”，直到电力存储单元202存储了电力。当电力存储单元存储了电力之后，在“一组卡识别过程”中，发送/接收电路204首次收到请求命令时，第一请求判断标志被设置为一个区别于默认值的值，例如“1”。在第一请求判断标志被设置为一个区别于默认值的值、例如“1”的情况下，当接收/发送电路204收到请求命令时，意味着在“一组卡识别过程”中，这个请求命令是第二个或者更后面的请求命令。

第一请求判断单元211改变第一请求判断标志的值。

图8是示出当非接触式卡200做出包括卡ID的初始应答时所执行的步骤的流程图。

这里，假设电力检测单元203检测到电力存储单元202已存储电力的情况。

当发送/接收电路204接收到来自读写器100的请求命令时(S201)，第一请求判断单元211提取存储在第一请求判断标志存储单元2082中的第一请求判断标志(S202)。基于提取的第一请求判断标志的值，第一请求判断单元211判断发送/接收电路204收到的请求命令是否为第一个请求命令(S203)。当第一请求判断标志的值是默认值、例如“0”时，第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令是第一个请求命令。同时，当第一请求判断标志的值是一个不同于默认值的值、例如“1”时，第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令不是第一个请求命令。换句话说，第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令是第二个或者更后面的请求命令。

当第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令是第一个请求命令时(S203中为是)，随机数ID生成单元210使用随机数来生成一个卡ID(S204)。由于使用随机数来生成卡ID，因此第三方难以推测该卡ID。此外，第三方难以推测将要生成的下一个卡ID。随机数ID生成单元210可以通过使用随机数的计算来生成卡ID，或者可以使用预定的随机数序列来生成卡ID。换句话说，随机数ID生成单元210使用随机数来生成卡ID，使得第三方不能够推测出该卡ID。随机数ID生成单元210将生成的卡ID存储在ID存储单元2081中(S205)。

第一请求判断单元211将存储在第一请求判断标志存储单元2802中的第一请求判断标志的作为默认值的值改成不同于该默认值的值，例如“1”(S206)。做出这种改变使得在一组卡识别过程中使用同一个卡ID。

提取单元212提取存储在ID存储单元2081中的卡ID(S207)。发送/接收电路204向读写器100发送包括提取的卡ID的初始应答(S208)。

同时，当第一请求判断单元211判断出接收/发送电路204收到的请求命令不是第一个请求命令时(S203中为否)，提取单元212提取存储在ID存储单元2081中的卡ID(S207)。发送/接收电路204向读写器100发送包括该提取的卡ID的初始应答(S208)。

换句话说，也是在发送/接收电路204接收到的请求命令是第二个或者更后面的请求命令的情况下，发送电路204发送给读写器100的卡ID和在接收到的请求命令是第一个请求命令的情况下所要发送的卡ID是一样的。

如上所述，在第一个实施例中，在一组卡识别过程中，不管接收到的请求命令是第一个请求命令还是第二个或者更后面的请求命令，非接触式卡200向读写器100发送包括相同的卡ID的初始应答。于是，读写器100可以与非接触式卡200进行通信，识别出读写器100正在与非接触式卡200进行通信。

此外，由于每当非接触式卡200被提供电力时，非接触式卡200使用随机数生成一个卡ID，因此第三方难以推测该非接触式卡200生成的卡ID。图9是一个图表，示出(1)非接触式卡200通过使用不同的卡ID来做出初始应答，该卡ID是每当电力被提供时新生成的，以及(2)在一组卡识别过程中，非接触式卡200向读写器100发送初始应答，其中在这组卡识别过程中，所述初始应答包括相同的卡ID。

如图9所示，每当电力被提供、并且收到第一个请求命令时，非接触式卡200使用第三方难以推测的卡ID来做出初始应答。结果，即便初始应答被记录在读写器100中并且这样的记录被分析，非接触式卡200的持卡人的活动的范围和时间能够被识别的可能性也较低。于是，可以保护非接触式卡200的持卡人的隐私。

此外，如图10所示，非接触式卡200可以被非接触式卡200A替代，该非接触式卡200A包括存储多个候选卡ID的候选ID存储单元230和ID选择单元231，而不包括随机数ID生成单元210。当第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令是第一个请求命令时，ID选择单元231选择并提取存储在候选ID储存单元230中的多个候选卡ID中的一个，并且将该提取的候选卡ID存储在ID存储单元2081中。在这种情况下，假若充分确保了多个候选卡ID的机密性的话，则可以保护非接触式卡200的持卡人的隐私，就像随机数ID生成单元210使用随机数来生成一个卡ID的情况一样。

(第二个实施例)

图11是示出处于制造过程中的根据第二个实施例的非接触式卡200B的图。当处于制造过程中时，非接触式卡200B和检查单元251集成在一起，并且在非接触式卡200B马上成为一个产品之前与检查单元251分开。在诸如在制造的检查过程中、多个非接触式卡200B的存储器需要以集合的方式被初始化的情况下，读写器100有时需要同时和这样的多个非接触式卡200B进行通信。在这种情况下，所有这种非接触式卡200B都需要做出包括预定的卡ID(下文也称为“固定的卡ID”)的初始应答。同时，因为读写器100需要判断读写器100正在和哪个非接触式卡进行通信、并且需要保护该持卡人的隐私，所以不允许成为产品的非接触式卡200B做出包括固定的卡ID的初始应答。

因此，非接触式卡200B有必要判断将要生成固定的卡ID还是不固定的卡ID。

为了这样做，除了第一个实施例中描述的非接触式卡200的功能之外，根据第二个实施例的非接触式卡200B具有判断是生成固定的卡ID还是生成不固定的卡ID的功能。以下的描述集中于非接触式卡200B和非接触式卡200的这种区别。注意如图11所示，非接触式卡200B具有电压测量单元250。在第二个实施例中，由于在非接触式卡200B处于制造过程中时，非接触式卡200B和检查单元251被集成在一起，因此有连接非接触式卡200B和检查单元251的布线，并且电压测量单元250在这种情况下获得0V的电压值。同时，当非接触式卡200B作为产品使用时，非接触式卡200B和检查单元251彼此分开。因此，连接非接触式卡200B和检查单元251的布线被断开，并且测量单元250获得V₀的电压值(例如，5V)。

图12是示出根据第二个实施例的非接触式卡200B的结构的图。非接触式卡200B包括天线201、电力存储单元202、电力检测单元203、发送/接收电路204、CPU 205、ROM 207A和RAM 208B，如同第一个实施例的非接触式卡200一样，并且进一步包括电压测量单元250。

ROM 207A存储随机数ID生成程序210A、第一请求判断程序211A和提取程序212A。ROM 207A还存储固定ID生成程序213A和模式判断程序214A。CPU 205执行存储在ROM 207A中的每个程序。

固定ID生成程序213A是用来生成固定的卡ID的程序。

模式判断程序214A是用来判断操作模式的程序。这里，假设存在“检查模式”和“使用模式”作为操作模式。“检查模式”指示非接触式卡200B正处于制造过程中并且需要为检查目的而生成一个固定的卡ID。“使用模式”指示非接触式卡200B在作为一个产品使用，并且需要使用随机数来生成一个卡ID，以便识别正在进行通信的非接触式卡并且保护持卡人的隐私。基于由电压测量单元250测量的电压值来选择“检查模式”和“使用模式”中的一个。

RAM 208A存储通过CPU 205执行随机数ID生成程序210A或者固定ID生成程序213A而生成的卡ID。RAM 208A还存储第一请求判断标志和指示是要在“检查模式”还是在“使用模式”中生成卡ID的模式判断标志。

图13是示出图12所示的非接触式卡200B的内部结构的功能图。参考图13提供以下的描述。固定ID生成单元213的功能通过CPU 205执行固定ID生成程序213A来实现。模式判断单元214的功能通过CPU 205执行模式判断程序214A来实现。

固定ID生成单元213和模式判断单元214中的一个或两个可以由软件或专用硬件来实现。

随机数ID生成单元210和固定ID生成单元213是根据本发明的非接触式卡的标识符确定单元的例子。此外，随机数ID生成单元210也是根据本发明的非接触式卡的随机标识符生成单元的例子，而固定ID生成单元213也是根据本发明的非接触式卡的特定标识符生成单元的例子。

例如，固定ID生成单元213基于存储在ROM 207A中的信息来生成固定的卡ID。在非接触式卡200B具有不同于ROM 207A的ROM或者非易失性存储器的情况下，固定ID生成单元213可以基于存储在这样的不同于ROM 207A的ROM或者非易失性存储器中的信息来生成固定的卡ID。该信息的一个例子是在制造时分配给非接触式卡200B用于标识该非接触式卡200B的标识符。非易失性存储器是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、铁电随机存取存储器(FeRAM)、磁阻随机存储存储器(MRAM)、相变存储器(OUM)等。

模式判断标志存储单元2083是RAM 208A中的一个区域，其中存储了模式判断标志。

当非接触式卡200B处于制造过程中时，模式判断标志被设置为默认值，例如“0”。同时，当非接触式卡200B作为产品使用时，该模式判断标志被设置为一个不同于默认值的值，例如“1”。

基于由电压测量单元250测量的电压值，模式判断单元214改变模式判断标志的值。

图14是示出当做出包含卡ID的初始应答时非接触式卡200B所执行的步骤的流程图。

这里，假设电力检测单元203检测到电力存储单元202已存储了电力的情况。

当发送/接收电路204接收到来自读写器100的请求命令时(S301)，第一请求判断单元211提取存储在第一请求判断标志存储单元2082中的第一请求判断标志(S302)。基于提取的第一请求判断标志的值，第一请求判断单元211判断发送/接收电路204接收到的请求命令是否为第一个请求命令(S303)。

当第一请求判断单元211判断出接收到的请求命令是第一个请求命令时(S303中为是)，模式判断单元214提取出存储在模式判断标志存储单元2083中的模式判断标志(S304)。基于提取出的模式判断标志的值，模式判断单元214判断是在“检查模式”中还是在“使用模式”中生成卡ID(S305)。

当模式判断标志的值是默认值、例如“0”时(S305中为“检查模式”)，模式判断单元214判断出要在“检查模式”中生成卡ID。同时，当模式判断标志的值是不同于默认值、例如“1”时(S305中为“使用模式”)，模式判断单元214判断出要在“使用模式”中生成卡ID。

当模式判断单元214判断出要在“检查模式”中生成卡ID时(S305中为“检查模式”)，固定ID生成单元213生成一个先前确定的固定的卡ID(S306)，然后将该生成的卡ID存储到ID存储单元2081中(S308)。同时，当模式判断单元214判断出要在“使用模式”中生成卡ID时(S305中为“使用模式”)，随机数ID生成单元210使用随机数来生成一个卡ID(S307)，然后将该生成的卡ID存储到ID存储单元2081中(S308)。

第一请求判断单元211将存储在第一请求判断标志存储单元2802中的第一请求判断标志的作为默认值的值改成一个不同于默认值的值，例如“1”(S309)。

提取单元212提取存储在ID存储单元2081中的卡ID(S310)。发送/接收电路204将包括所提取的卡ID的初始应答发送给读写器100(S311)。

同时，当第一请求判断单元211判断出发送/接收电路204收到的请求命令不是第一个请求命令时(S303中为否)，提取单元212提取存储在ID存储单元2081中的卡ID(S310)。发送/接收电路204将包括提取的卡ID的初始应答发送给读写器100(S311)。

换句话说，也是在发送/接收电路204接收到的请求命令是第二个或者更后面的请求命令的情况下，发送/接收电路204发送给读写器100的卡ID和在接收到的请求命令是第一个请求命令的情况下所要发送的卡ID是一样的。

如上所述，在第二个实施例中，非接触式卡200B判断操作模式是“检查模式”还是“使用模式”，并且基于这样的判断来生成一个卡ID，于是，当非接触式卡200B处于生产过程中时，读写器100使用一个固定的卡ID来以聚集的方式与多个非接触式卡200B中的每一个进行通信成为可能。同时，当使用非接触式卡200B时，该非接触式卡200B使用一个难以被第三方推测的卡ID来与读写器100进行通信，这使得可以保护非接触式卡200B的持卡人的隐私。

在“检查模式”中，检查机可以使用一个固定的卡ID，通过读写器100与多个非接触式卡200B进行通信，以便检查这样的多个非接触式卡200B。通过保存一个固定的卡ID，检查机执行与卡ID相关的计算变得不必要，结果提高了检查的效率。

注意，操作模式不限于“检查模式”和“使用模式”，因此操作模式可以是可以进行存储器初始化的模式或者是不可以进行存储器初始化的模式。在任意情况下，非接触式卡200B根据操作模式而生成卡ID。

例如，在持卡人不担心他/她的隐私的情况下，在用于生成固定的卡ID的模式中，非接触式卡200B生成一个固定的卡ID。在此情况下，固定的卡ID的使用允许持卡人接收到特定的服务。相反，在持卡人担心他/她的隐私的情况下，在用于使用随机数生成卡ID的模式中，非接触式卡200B生成一个卡ID。在此情况下，使用这种卡ID导致提高了持卡人的便利性。

固定的卡ID可以被存储在不允许重写信息的ROM中。在此情况下，上述的检查机等可以预先保存测试模式。

此外，固定的卡ID可以被存储在允许重写信息的非易失性存储器中。在此情况下，可以重写固定的卡ID。非易失性存储器的例子是EEPROM、FeRAM、MRAM、OUM等。

注意，固定卡ID生成单元213可以顺序地使用包括在一个已知的卡ID序列中的卡ID来生成一个卡ID，而不是生成一个固定的卡ID。在此情况下，通过使读写器100根据上述卡ID序列并根据开始使用该卡ID序列时所使用的卡ID而预先知道将要发送给它的卡ID，可以获得和通过使用固定的卡ID而产生的同样的效果。

此外，如图15所示，非接触式卡200B可以被还包括区域检测单元220的非接触式卡200C来替换。区域检测单元220检测非接触式卡200C存在于特定的区域中。基于检测的结果，区域检测单元220改变存储在模式判断标志存储单元2083中的模式判断标志的值。

例如，假设非接触式卡200C的持卡人是某公司的员工的情况。当持有他/她的非接触式卡200C的这个员工进入该公司所拥有的建筑物时，区域检测单元220检测到非接触式卡200C存在于该建筑物中。在此情况下，区域检测单元220将模式判断标志的值改变成一个指示要生成固定的卡ID的值。同时，当检测到这个非接触式卡200C不存在于该建筑物中时，区域检测单元220将模式判断标志的值改变成一个指示要使用随机值生成卡ID的值。

于是，当员工在公司建筑物之内时，监督他们的活动成为可能，而当他们在公司建筑物之外时，他们的隐私被保护。

此外，如图16中所示，作为从非接触式卡200B中删去第一请求判断单元211和第一请求判断标志存储单元2082的结果，非接触式卡200BB可以代替非接触式卡200B。在此情况下，如图17所示，非接触式卡200BB的操作是从图14中示出的步骤中删除由第一请求判断单元211执行的以下步骤的结果：提取第一请求判断标志的步骤(S302)；判断请求命令是否为第一个请求命令的步骤(S303)；以及改变第一请求判断标志的值的步骤(S309)。

非接触式卡200BB能够产生通过非接触式卡200B根据操作模式而生成卡ID所产生的效果。

(第三个实施例)

图18示出根据第三个实施例的非接触式卡200D的结构的图。

非接触式卡200D由天线201、电力存储单元202、电力检测单元203、发送/接收电路204、CPU 205、ROM 207B和RAM 208组成，如同第一个实施例的非接触式卡200的情况一样。

ROM 207B存储随机数ID生成程序210A、第一请求判断程序211A和提取程序212A。ROM 207B还存储通信结束判断程序221A。CPU执行每个存储在ROM 207B中的程序。

通信结束判断程序221A是一个用于监视发送/接收电路204和读写器100之间的通信是否结束的程序。

图19是示出图18所示的非接触式卡200D的内部结构的功能图。参考图19提供以下的描述。通过CPU 205执行通信结束判断程序221A来实现通信结束判断单元221的功能。

通信结束判断单元221可以用软件或专用硬件来实现。

以下描述了通信结束判断单元221的操作。

通信结束判断单元监视发送/接收电路204和读写器100之间的通信是否结束。当判断出发送/接收电路204和读写器100之间的通信结束时，通信结束判断单元221将存储在第一请求判断标志存储单元2082中的第一请求判断标志的值改变为默认的值，例如“0”。当判断出发送/接收电路204和读写器100之间的通信还没有结束时，通信结束判断单元221不改变第一请求判断标志的值。

通过第一个实施例和第二个实施例的描述，很明显的是，当第一请求判断标志的值是默认的值时，卡ID是新生成的。因此，在判断出接收/发送电路204和读写器100之间的通信已结束并且随后收到一个请求命令之后，非接触式卡200D新生成一个卡ID。

在和非接触式卡进行的通信结束之后，读写器100在后面的通信中可以将这个非接触式卡看作一个不同的非接触式卡。这允许非接触式卡改变它的卡ID。于是，保护非接触式卡的持卡人的隐私成为可能。

同时，当通信结束判断单元221判断出发送/接收单元204和读写器100之间的通信结束时，随机数ID生成单元210可以生成一个新的卡ID，并且将这个新的卡ID存储在ID存储单元2081中。在此情况下，可以预先执行在下一次通信的开始要执行的生成新的卡ID的步骤。

(第四个实施例)

上述的实施例描述了卡ID是随机数和固定值的情况。如图20所示，卡ID可以由包含随机数的部分500和包含固定值的部分501组成。当在一组卡识别过程中使用同一个卡ID并且没有不变地使用该同一个卡ID时，本发明的目的就可以达到。因此，卡ID的一部分可以是固定值。

非接触式卡的卡ID中的固定值部分能够包括发卡商的ID、服务类型等，而通过使用随机数部分来达到本发明的目的。因此，通过检查卡ID中的固定值部分，读写器可以获得该卡的信息，同时防止识别持卡人的活动也成为可能。

在上述情况下，部分500包含由随机数ID生成单元210生成的固定值，而部分501包含由固定ID生成单元213生成的固定值。

此外，该卡ID可以被存储在非易失性存储器中，在此情况下，卡ID的固定值部分可重写。于是，通过由非接触式卡200根据服务来选择卡ID并将选中的卡ID的值存储在该非易失性存储器中，进一步提高保护持卡人的隐私成为可能。

(第五个实施例)

如图21所示，非接触式卡200可以被非接触式卡200E来代替，其中非接触式卡200E在使用时位于诸如移动电话这样的移动终端设备中。图22是示出移动终端设备400和非接触式卡200E的结构的图。

非接触式卡200E没有任何天线。当其被插入到移动终端设备400中时，非接触式卡200E利用配备在移动终端设备400上的天线401来与读写器100进行通信。此外，非接触式卡200E具有电力传输单元260而不是电力存储单元202。电力传输单元260将从移动终端设备400的电源单元402提供的电力传输到非接触式卡200E内。

以下描述了非接触式卡200E的操作。在电力检测单元203检测到电力传输单元260已经将从电源单元402提供的电力传输到非接触式卡200E内之后，第一请求判断单元211做出以下判断：在发送/接收电路204通过天线401收到一个请求命令的情况下，第一请求判断单元211判断这个接收到的请求命令是第一个请求命令还是第二个或者更后面的请求命令。

当接收到的请求命令是第一个请求命令时，随机数ID生成单元210使用随机数来生成一个卡ID，并且发送/接收电路204通过天线401向读写器100发送包括该生成的卡ID的初始应答。此外，随机数ID生成单元210将该生成的卡ID存储到ID存储单元2081中。

同时，当接收到的请求命令是第二个或者更后面的请求命令时，发送/接收电路204通过天线401向读写器100发送包括存储在ID存储单元2081中的卡ID的初始应答。

第五个实施例也产生与第一个实施例同样的效果，也就是，使得读写器100能够在一组卡识别过程中与非接触式卡200E进行通信，识别出读写器100正在与非接触式卡200进行通信，以及提高了保护非接触式卡200E的持卡人的隐私的可能性。

(第一个到第五个实施例的补充1)

在上述实施例中描述的随机数ID生成单元210、ID存储单元2081、第一请求判断单元211、提取单元212、通信结束判断单元221、模式判断单元214以及固定ID生成单元213的功能典型地由CPU执行计算机程序来实现。要被执行的这些程序可以被存储在非接触式卡中包括的ROM中，或者可以被外部下载并且存储在非易失性存储器中。

(第一个到第五个实施例的补充2)

通过结合程序和诸如CPU、RAM、ROM以及非易失性存储器这样的硬件资源，上述的功能可以用作为集成电路LSI的来实现。在功能连贯(function-by-function)的基础上，这些功能可以被并入到一个芯片中，或者这些功能中的一个或多个或全部可以被并入到一个芯片中。

图23、图24和图25是示出第一个实施例、第二个实施例和第三个实施例的功能分别地并入到集成电路的示例情况的图。LSI1001、LSI 1002和LSI 1003是示例的集成电路。在这些图的每一个中虚线圈起的部分表示一个集成电路。根据集成度，集成电路可以被称为“集成电路(IC)”、“系统大规模集成电路(system LSI)”、“超大规模集成电路(super LSI)”和“甚大规模集成电路(ultra LSI)”。

需要注意的是，LSI不是集成电路唯一的例子，因而它们可以用个人电路或通用处理器来实现。也可以利用在LSI制造之后可编程的现场可编程门阵列(FPGA)、或者可重新配置的处理器，其中在该可重新配置的处理器中，用于LSI中的电路单元的连接和设置能够被重新配置。

此外，随着由于半导体技术或者从偏离于该技术的其它技术的发展而导致的用于并入替代LSI的集成电路的技术的到来，可以使用新得到的技术来进行上述功能的集成。可以引用生物技术作为一个例子。

也要注意，上述实施例描述了与读写器遵守ISO/IEC14443-3(B类，初始化和防碰撞方案)进行通信的非接触式卡，但是根据本发明的非接触式卡可以是遵守ISO/IEC14443-3的A类或者遵守称作C类的标准来执行通信的非接触式卡。

工业实用性

根据本发明的非接触式卡通过使用第三方难以推测的卡ID来保护其持卡人的隐私。此外，读写器可以与本发明的非接触式卡进行通信，识别出该读写器正在与这个非接触式卡进行通信。因而，根据本发明的非接触式卡也可以应用于执行非接触式通信的系统中(例如，RF标签)。

Claims (16)

1、一种非接触式卡，用于在被提供电力之后与读写器进行通信，包括：

电力检测单元，用于检测足够与所述读写器进行通信的电力；

标识符确定单元，用于每当所述电力检测单元检测到所述足够的电力时确定一个标识所述非接触式卡的标识符；

已确定标识符存储单元，用于保存由所述标识符确定单元确定的所述标识符；

接收单元，用于从所述读写器接收请求应将标识所述非接触式卡的所述标识符发送到所述读写器的命令；以及

发送单元，用于(i)在由所述接收单元接收到的所述命令是第一个接收到的命令的情况下，将由所述标识符确定单元确定的所述标识符发送到所述读写器，以及(ii)在由所述接收单元接收到的所述命令是第二个或者更后面接收到的命令的情况下，将保存在所述已确定标识符存储单元中的所述标识符发送到所述读写器。

2、根据权利要求1所述的非接触式卡，

其中，所述标识符确定单元用于每当所述电力检测单元检测到所述足够的电力时生成一个标识符，并且将所述生成的标识符确定为标识所述非接触式卡的所述标识符。

3、根据权利要求2所述的非接触式卡，

其中，所述标识符确定单元用于生成由固定值部分和随机数部分构成的所述标识符。

4、根据权利要求1所述的非接触式卡，进一步包含

候选标识符存储单元，用于保存候选标识符，

其中，所述标识符确定单元用于每当所述电力检测单元检测到所述足够的电力时，选择保存在所述候选标识符存储单元中的所述候选标识符之一，并且将所述选中的候选标识符确定为标识所述非接触式卡的所述标识符。

5、根据权利要求1所述的非接触式卡，

其中，所述标识符确定单元使用随机数来确定所述标识符。

6、根据权利要求1所述的非接触式卡，进一步包含

通信结束检测单元，用于检测所述读写器和所述接收单元以及所述发送单元之间的通信的结束，

其中，在所述通信结束单元检测到所述通信的结束的情况下，所述标识符确定单元用于确定一个新的标识符，并且所述已确定标识符存储单元用于保存所述新的标识符。

7、根据权利要求1所述的非接触式卡，

其中，所述读写器和所述非接触式卡之间的所述通信遵守ISO/IEC14443，以及

由所述发送单元发送的所述标识符被设置为伪唯一邻近式集成电路卡标识符，该标识符被包括在对从所述读写器发送到所述非接触式卡的请求命令的应答中。

8、根据权利要求1所述的非接触式卡，进一步包含：

模式判断单元，用于判断所述非接触式卡操作的操作模式；

随机标识符生成单元，用于以随机方式生成标识符；以及

特定标识符生成单元，用于生成特定的标识符，

其中，所述标识符确定单元用于基于由所述模式判断单元做出的所述判断，将下述标识符之一确定为标识所述非接触式卡的所述标识符：由所述随机标识符生成单元生成的所述标识符；以及由所述特定标识符生成单元生成的所述标识符。

9、根据权利要求8所述的非接触式卡，

其中，所述操作模式包括：检查模式，其指示所述非接触式卡处于检查过程中；以及使用模式，其指示所述非接触式卡处于公共用户的使用中，以及

所述标识符确定单元用于(i)在所述检查模式中，确定由所述特定标识符生成单元生成的所述标识符是标识所述非接触式卡的所述标识符，以及(ii)在所述使用模式中，确定由所述随机标识符生成单元生成的所述标识符是标识所述非接触式卡的所述标识符。

10、根据权利要求8所述的非接触式卡，

其中，所述特定标识符生成单元基于存储在只读存储器中的信息来生成所述标识符，其中存储在所述只读存储器中的信息不可重写。

11、根据权利要求8所述的非接触式卡，

其中，所述特定标识符生成单元基于存储在非易失性存储器中的信息来生成所述标识符，其中存储在所述非易失性存储器中的信息可重写。

12、根据权利要求11所述的非接触式卡，

其中，所述非易失性存储器是电可擦除可编程只读存储器、铁电随机存取存储器、磁阻随机存取存储器以及相变存储器其中之一。

13、一种由非接触式卡执行以发送标识符的通信方法，所述非接触式卡在被提供电力之后与读写器进行通信，所述方法包括：

检测足够与所述读写器进行通信的电力；

每当在所述检测中检测到所述足够的电力时，确定一个标识所述非接触式卡的标识符；

将所述确定的标识符存储到存储单元中；

从所述读写器接收请求应将标识所述非接触式卡的所述标识符发送到所述读写器的命令；以及

(i)在所述接收到的命令是第一个接收到的命令的情况下，将所述确定的标识符发送到所述读写器，以及(ii)在所述接收到的命令是第二个或者更后面接收到的命令情况下，将存储在所述存储单元中的所述标识符发送到所述读写器。

14、一种非接触式卡中的集成电路，所述非接触式卡在被提供电力之后与读写器进行通信，所述集成电路包含：

电力检测单元，用于检测足够与所述读写器进行通信的电力；

标识符确定单元，用于每当所述电力检测单元检测到所述足够的电力时确定一个标识所述非接触式卡的标识符；

已确定标识符存储单元，用于保存由所述标识符确定单元确定的所述标识符；

接收单元，用于从所述读写器接收请求应将标识所述非接触式卡的所述标识符发送到所述读写器的命令；以及

发送单元，用于(i)在由所述接收单元接收到的所述命令是第一个接收到的命令的情况下，将由所述标识符确定单元确定的所述标识符发送到所述读写器，以及(ii)在由所述接收单元接收到的所述命令是第二个或者更后面接收到的命令的情况下，将保存在所述已确定标识符存储单元中的所述标识符发送到所述读写器。

15、一种用于发送非接触式卡的标识符的程序，所述非接触式卡在被提供电力之后与读写器进行通信，所述程序使计算机执行：

检测足够与所述读写器进行通信的电力；

每当在所述检测中检测到所述足够的电力时，确定一个标识所述非接触式卡的标识符；

将所述确定的标识符存储到存储单元中；

从所述读写器接收请求应将标识所述非接触式卡的所述标识符发送到所述读写器的命令；以及

(i)在所述接收到的命令是第一个接收到的命令的情况下，将所述确定的标识符发送到所述读写器，以及(ii)在所述接收到的命令是第二个或者更后面接收到的命令情况下，将存储在所述存储单元中的所述标识符发送到所述读写器。

16、一种其中存储了用于发送非接触式卡的标识符的程序的存储介质，所述非接触式卡在被提供电力之后与读写器进行通信，所述程序使计算机执行：

检测足够与所述读写器进行通信的电力；

每当在所述检测中检测到所述足够的电力时，确定一个标识所述非接触式卡的标识符；

将所述确定的标识符存储到存储单元中；

从所述读写器接收请求应将标识所述非接触式卡的所述标识符发送到所述读写器的命令；以及

(i)在所述接收到的命令是第一个接收到的命令的情况下，将所述确定的标识符发送到所述读写器，以及(ii)在所述接收到的命令是第二个或者更后面接收到的命令情况下，将存储在所述存储单元中的所述标识符发送到所述读写器。

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