JP2000057271A

JP2000057271A - Ｉｃカードを用いたデータ処理方法および該方法を実現するためのｉｃカード

Info

Publication number: JP2000057271A
Application number: JP10219958A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Chiba; 寛之千葉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JP3640141B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カードの記憶容量不足による連続取引回数の
限界を解消するとともに、取引記録を保存することによ
り安全性を保証することが可能な、また、カード所有者
がカード発行者に対してカードを直接提示する必要性を
なくしたＩＣカードを用いたデータ処理方法および該方
法を実現するＩＣカードの提供。【解決手段】カード発行者10がカードの作成を行い(ス
テップ5000)、カード所有者20に送る(1001)。カード所有
者20は、受け取ったカードを用いて取引を行う(ステップ70
00)。カードの利用に際し、利用記録が、電子署名を施
されてカード内に蓄積される。カードに格納された利用
記録を暗号化または電子署名をしてデータ処理装置のハ
ードディスクなどの外部記憶装置などに退避し(ステップ80
00)、利用記録の切り離しを行い(ステップ10000)、カード
発行者10に送る(1002)。記録受領確認後カードを初期化
する(ステップ12000)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣカードの利用
時にカード内に利用記録を保持し、取引の安全性を保証
するようにしたＩＣカードを用いたデータ処理方法に関
し、特に、格納すべき取引データがＩＣカードの記憶容
量を超える場合に対処することが可能なＩＣカードを用
いたデータ処理方法および該方法を実現するためのＩＣ
カードに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気カードに代わって大量のデー
タを記憶することが可能なＩＣカードが普及してきた。
ＩＣカードを用いた取引システムは、取引の記録をカー
ド内に保存することにより、取引の確実性、検証性を実
現することができ、将来的にも成長が望まれる技術であ
る。しかしながら、従来のＩＣカードを用いた取引シス
テムにおいては、ＩＣカードの記憶容量に限界があるた
め格納する取引記録量にも限界がある。そのため、格納
すべき取引記録がＩＣの記憶容量を超える前に、カード
発行者にＩＣカードを提示して、取引記録を取り出し、
初期化してもらう必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したＩＣカードを
用いた取引システムにおいては、カードの記憶容量不足
から、連続して取引を行う回数に限界があり、また、取
引記録を保存せずに初期化した場合には安全性（セキュ
リティ）を損なうという問題があった。また、ネットワ
ークを通じた取引においては、カード所有者（カード利
用者）が、カード発行者（カード管理者）にカードを提
示することは、物理的に困難な場合があった。本発明の
目的は、上記問題を解決し、カードの記憶容量不足によ
る連続取引回数の限界を解消するとともに、取引記録を
保存することにより安全性を保証することが可能な、ま
た、カード所有者がカード発行者に対してカードを直接
提示する必要をなくしたＩＣカードを用いたデータ処理
方法および該方法を実現するためのＩＣカードを提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のデータ処理方法
は、上記の目的を達成するために、公開鍵暗号方式に基
づいた暗号処理能力を持つＩＣカードを用いたデータ処
理方法において、ＩＣカード内に格納されたデータに対
して暗号化または電子署名を行い、暗号化されたデータ
または電子署名が行われたデータを外部記憶装置（例え
ば、カード処理装置のハードディスクなど）に出力保存
するようにしたことを特徴としている。各々のデータ
は、直前に処理した取引データに所定の演算（例えば、
ハッシュ化演算）を施したデータを含んでいる。また、
複数のデータの最後に、空の取引記録を含むデータを生
成して暗号化または電子署名し、それ以前のデータをＩ
Ｃカードから切り離して送出する。なお、データをＩＣ
カードから切り離して外部に送出する際ＩＣカードを一
時的に使用不可とし、外部からのデータ受領確認を受信
することによりカードを初期化し再度使用可能にする。
また、本発明のＩＣカードは、入出力部と、秘密鍵を含
む秘密情報格納部と、カードバリューを含むデータ記憶
部と、演算部と、上記処理手順をプログラムコード化し
て記録したプログラム記憶部を有することを特徴とする
ＩＣカードである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、価値（バリュー）を保持し
たカード（好ましくは、ＩＣカードで構成された電子マ
ネー、プリペイドカードなど）を例に、本発明の実施例
を詳細に説明する。図１は、本実施例の全体の処理を示
すフローチャートである。同図において、カード発行者
（カード管理者）１０は、カード所有者（カード利用
者）２０に対して、カードを発行する者であり、カード
所有者２０は、カード発行者１０が発行したカードを所
有し、必要に応じてそのカードを利用して取引を行う者
である。まず、カード発行者１０は、ステップ５０００
でカードの作成を行う（詳細は図５）。作成したカード
は、郵送等の手段により、カード所有者２０に送付され
る（１００１）。

【０００６】カード所有者２０は、受け取ったカードを
ステップ７０００で利用する（詳細は図７）。カードの
利用に際し、利用記録が、カード内に蓄積される。この
ステップ７０００は、繰り返し行われることがある。ま
た、カード所有者２０は、ステップ８０００で、カード
に格納された利用記録の退避を行う（詳細は図８）。カ
ード所有者２０は、利用記録の退避後もカードの利用を
することができる。カード所有者２０は、ステップ１０
０００で、利用記録の切り離しを行う（詳細は図１
０）。次に、利用記録をカード発行者１０に送る（１０
０２）。カード発行者１０は、カード所有者２０から送
られた利用記録を受け取って保存し（ステップ１１００
０：詳細は図１１）、記録を受け取ったことを示す記録
受領確認をカード所有者２０に送る（１００３）。カー
ド所有者２０は、受け取り確認により、カードの初期化
を行う（ステップ１２０００：詳細は図１２）。以上
が、本実施例の全体の処理フローである。

【０００７】図２は、本実施例で用いるＩＣカード２０
００の機能ブロック図である。入出力部２００１は、外
部からの情報を入力したり、外部へ情報を出力する機能
を有する（図示しないカードリーダライタを介して入出
力）。制御部２００２は、入出力部２００１からデータ
を受け取って解釈し、必要なプログラムをプログラム記
憶部２００５から読み出して実行する機能を有する。プ
ログラムの実行は、秘密情報格納部２００６やデータ記
憶部２００７から必要なデータを読み出し、レジスタ２
００３にデータを格納し、演算部２００４に指示を与え
ることによって行われる。本実施例で用いるＩＣカード
２０００には、暗号アルゴリズムを実行するプログラム
が内蔵されており（プログラム記憶部２００５）、公開
鍵暗号方式の暗号および署名を実行することができる。
その際に使用する秘密鍵は、ＩＣカード内部（秘密情報
格納部２００６）に格納されており、外部に取り出すこ
とはできない。

【０００８】秘密情報格納部２００６には、このカード
を識別するためのカード番号１０１、電子署名や暗号化
を行うための秘密鍵１０２、秘密鍵によって作成された
署名や暗号を確認する公開鍵を発行者によって保証する
公開鍵証明書１０３、発行者の署名を確認するための発
行者公開鍵証明書１０４が格納されている。データ記憶
部２００７には、カード所有者２０がカードを利用する
際に照合するパスワード１０５、当該カードが利用可能
か否かを示す利用可能フラグ１０６、カードの保持する
金額やプリペイドカードとしての度数を保持するカード
バリュー１０７、カードの取引を記録する利用記録部１
０８、外部に取り出した利用記録との関連づけを行うハ
ッシュ値記憶部１０９が格納されている。利用記録部１
０８には、取引の記録を複数格納することが可能であ
る。

【０００９】図３は、本実施例を実施するシステム全体
を示す構成図である。本システムは、大きく分けて、カ
ード発行者１０が操作するカード管理装置１００，カー
ド所有者２０が操作するカード処理装置２００，および
インターネットなどの外部ネットワーク３００６から構
成される。カード処理装置２００は、外部ネットワーク
３００６に接続され、カード発行者１０が操作するカー
ド管理装置１００と通信が可能である。カード処理装置
２００は、表示部３００１、制御部３００２、入力部３
００３、記憶部３００５、カードリーダライタ３００４
から構成される。記憶部３００５は、利用記録データ３
００７を格納する。カードリーダライタ３００４は、カ
ードにデータを入力したり、カードからデータを取り出
したりする機能を有する。カード管理装置１００は、外
部ネットワーク３００６に接続され、カード所有者２０
が操作するカード処理装置２００と通信が可能である。
カード管理装置１００は、表示部４００１、制御部４０
０２、入力部４００３、記憶部４００４から構成され
る。記憶部４００４は、カード所有者データベース４０
１０および発行者秘密鍵４０１１を保持する。

【００１０】図５は、カード発行者１０（カード管理装
置１００）によるカード作成手順を示すフローチャート
である（図１のステップ５０００に対応）。初めに、暗
号化、電子署名に使用する公開鍵暗号方式による鍵対、
すなわち秘密鍵と公開鍵を生成する（ステップ５００
１）。次に、カード発行者の秘密鍵により、公開鍵証明
書を作成する（ステップ５００２）。さらに、パスワー
ドを決定する（ステップ５００３）。ＩＣカードの秘密
情報格納部２００６に、秘密鍵１０２、公開鍵証明書１
０３、発行者公開鍵証明書１０４、カード番号１０１を
格納した後（ステップ５００４）、該ＩＣカードをカー
ド所有者２０に送付する（ステップ５００５）。

【００１１】図６は、カード発行者１０が操作するカー
ド管理装置１００に含まれるカード所有者データベース
４０１０の論理構成図である。各カード番号１０１毎
に、前回ハッシュ値２０１が格納されており、また、一
つのカード番号に対し、利用記録２０２が複数格納され
ることができるようになっている。

【００１２】図７は、本実施例による、カード利用手順
を示すフローチャートである（図１のステップ７０００
に対応）。最初に、カードを操作する場合に用いるカー
ド操作データについて説明しておく。図４は、カード操
作データ４０００の構成を示す構成図である。カード操
作データ４０００は、カード番号１０１、パスワード１
０５、指示データ９００、および、それらに対する署名
３３９、そして、署名３３９を行う際に使用した公開鍵
証明書１０３から構成される。

【００１３】カードを利用する場合には、まず、カード
の利用可能フラグ１０６が“ＯＮ”であるかどうか判定
する（ステップ７００１）。判定の結果、カード利用可
能フラグ１０６が“ＯＮ”でなければ（ステップ７００
１：Ｎ）、処理を終了する。カード利用可能フラグ１０
６が“ＯＮ”の場合には（ステップ７００１：Ｙ）、カ
ードに入力されるデータ（カード操作データ）を調べ、
そのデータが有効であるかどうかを判定する（ステップ
７００２）。調べる項目は、カード番号１０１、パスワ
ード１０５、および署名３３９である。入力データが有
効でない場合には（ステップ７００２：Ｎ）、利用記録
として「エラー」を記録し（ステップ７００７）、処理
を終了する。

【００１４】入力データが有効な場合には（ステップ７
００２：Ｙ）、入力データの指示（指示データ９００）
に従って、カードバリュー１０７を更新する（ステップ
７００３）。次に、更新した処理の記録を利用記録とし
て、利用記録部１０８に保存する（ステップ７００
４）。次に、利用記録部１０８が、全て埋まっている
（満杯）かどうか調べ（ステップ７００５）、全て埋ま
っている場合には（ステップ７００５：Ｙ）、利用可能
フラグ１０６を“ＯＦＦ”にする（ステップ７００
６）。

【００１５】図８は、本実施例による、利用記録の退避
手順を示すフローチャートである（図１のステップ８０
００に対応）。本処理は、カードの利用記録部１０８に
格納されている全ての利用記録に対して順に行われる。
初めに、未処理の利用記録の有無を調べ（ステップ８０
０１）、もし全て処理済であれば（ステップ８００１：
Ｎ）、処理を終了する。もし、未処理の利用記録があれ
ば（ステップ８００１：Ｙ）、ハッシュ値記憶部１０９
より、ハッシュ値を取り出し、利用記録と連結する（ス
テップ８００２）。次に、その結果に対して、署名を施
し、利用記録データを作成する（ステップ８００３）。
次に、利用記録のハッシュ値を計算する（ステップ８０
０４）。次に、その結果をハッシュ値記憶部１０９に格
納した後（ステップ８００５）、利用記録データをカー
ド処理装置２００の記憶部３００５に出力し利用記録デ
ータ３００７として格納する（ステップ８００６）。そ
の後、再度ステップ８００１に戻り、次の未処理の利用
記録に対して同様の処理を行う。

【００１６】図９は、本実施例により生成された、安全
に関連づけられた利用記録を示すブロック図である。利
用記録データ３０１は、利用記録（１）３２１とハッシ
ュ（０）３１１およびその署名３３１からなる。ここ
で、ハッシュ（０）３１１は、前の利用記録のハッシュ
値である。図９に示すように、新たな利用記録データが
順次リンクされる。利用記録終端データ３０５は、利用
記録切り離しを行うために後述する図１０のステップ１
０００１で生成される終端データであり、ハッシュ
（ｎ）３１５およびそれに対する署名３３５から構成さ
れ、それ以前の利用記録データのような利用記録を含ん
でいない。

【００１７】図１０は、本実施例による、利用記録の切
り離し手順を示すフローチャートである（図１のステッ
プ１００００に対応）。初めに、ハッシュ値記憶部１０
９より、ハッシュ値を取り出し、署名を施し利用記録終
端データを作成する（ステップ１０００１）。次に、利
用可能フラグ１０６を“ＯＦＦ”にする（ステップ１０
００２）。最後に、利用記録終端データを出力し（ステ
ップ１０００３）、それ以前の利用記録データと合わせ
て（図９の３０１〜３０５に相当）カード発行者１０
（カード管理装置１００）に送る。。

【００１８】図１１は、本実施例による、カード発行者
１０の利用記録受付手順を示すフローチャートである
（図１のステップ１１０００に対応）。初めに、カード
所有者データベース４０１０から、前回ハッシュ値を取
り出し、変数Ｘに格納する（ステップ１１００１）。次
に、受け付けた利用記録に対し順に次の処理を行う。ま
ず、未処理の利用記録があるかどうかを調べ（ステップ
１１００２）、もし、ない場合すなわち全ての利用記録
の処理を終了した場合には（ステップ１１００２：
Ｎ）、配列Ｙ（後述）に格納された利用記録をデータベ
ースに保存し（ステップ１１００６）、変数Ｘを前回ハ
ッシュ値２０１に格納し（ステップ１１００７）、変数
Ｘに発行者の署名を行なってカード初期化トークンを作
成し、出力し（ステップ１１００８）、カード所有者２
０に送る。カード初期化トークンの例を図１３に示す。

【００１９】もし、未処理の利用記録がある場合には
（ステップ１１００２：Ｙ）、その署名が有効かどうか
を調べ（ステップ１１００３）、有効でない場合には
（ステップ１１００３：Ｎ）、処理を終了する。有効な
場合には（ステップ１１００３：Ｙ）、配列Ｙに利用記
録を格納する（ステップ１１００４）。さらに利用記録
のハッシュ値を計算し、変数Ｘに格納した後（ステップ
１１００５）、再度ステップ１１００２に戻って次の未
処理の利用記録に対して同様の処理を行う。

【００２０】図１２は、本実施例による、カード所有者
（カード処理装置）におけるカードの初期化手順を示す
フローチャートである（図１のステップ１２０００に対
応）。初めに、カード管理装置１００からのカード初期
化トークンの署名が有効かどうかを調べる（ステップ１
２００１）。有効でない場合には（ステップ１２００
１：Ｎ）、処理を終了する。有効な場合には（ステップ
１２００１：Ｙ）、カード初期化トークン内のハッシュ
値とハッシュ値格納部のハッシュが一致しているかどう
か調べる（ステップ１２００２）。一致していない場合
には（ステップ１２００２：Ｎ）、処理を終了する。一
致している場合には（ステップ１２００２：Ｙ）、カー
ド利用可能フラグ１０６を“ＯＮ”にする。これによ
り、カードが初期化され、再度利用できるようになる。

【００２１】上記実施例では、ＩＣカードに格納されて
いるデータに対して電子署名を行った場合を例にして説
明したが、電子署名の代わりに暗号化することによって
も本発明は同様に実現可能である。

【００２２】以上説明したデータ処理方法は、図２に示
すような、入出力部２００１と、制御部２００１と、演
算部２００４と、少なくとも秘密鍵を含む秘密情報格納
部２００６と、少なくともカードバリューを含むデータ
記憶部２００７と、上記実施例で説明したデータ処理方
法における各処理手順をプログラムコード化して記録し
た記憶プログラム記憶部２００５を有するＩＣカードに
よって実現可能であり、所期の目的を達成することがで
き、有用なＩＣカードとして広く市場に流通させること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、カー
ドの記憶容量不足による連続取引回数の限界を解消する
ことができ、また、取引記録を保存することにより安全
性を保証することができる。さらに、カード所有者がカ
ード発行者に対してカードを直接提示する必要もなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の処理を示すフローチ
ャートである。

【図２】本発明の一実施例で用いるＩＣカードの機能ブ
ロック図である。

【図３】本発明の一実施例のシステム全体を示す構成図
である。

【図４】本発明の一実施例におけるカード操作データの
構成を示す構成図である。

【図５】本発明の一実施例におけるカード発行者による
カード作成手順を示すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施例におけるカード発行者のカー
ド管理装置に含まれるカード所有者データベースの論理
構成図である。

【図７】本発明の一実施例におけるカード利用手順を示
すフローチャートである。

【図８】本発明の一実施例における利用記録の退避手順
を示すフローチャートである。

【図９】本発明の一実施例により生成された、安全に関
連づけられた利用記録を示すブロック図である。

【図１０】本発明の一実施例における利用記録の切り離
し手順を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施例におけるカード発行者の利
用記録受付手順を示すフローチャートである。

【図１２】本発明の一実施例におけるカードの初期化手
順を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の一実施例におけるカード初期化トー
クンの一例を示す図である。

【符号の説明】

１００：カード発行者のカード管理装置２００：カード所有者のカード処理装置１０１：カード番号１０２：秘密鍵１０３：公開鍵証明書１０４：発行者公開鍵証明書１０５：パスワード１０８：利用記録１０９：ハッシュ記憶部２０１：前回ハッシュ値２０２：利用記録３０１，３０２，３００７：利用記録データ３０５：利用記録終端データ３０６：受領確認トークン２０００：ＩＣカード２００１：入出力部２００２：制御部２００３：レジスタ２００４：演算部２００５：プログラム記憶部２００６：秘密情報格納部２００７：データ記憶部４０００：カード操作データ４０１０：カード所有者データベース４０１１：発行者秘密鍵

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】公開鍵暗号方式に基づいた暗号処理能力
を持つＩＣカードを用いたデータ処理方法において、前
記ＩＣカード内に格納されたデータに対して暗号化また
は電子署名を行うステップと、該暗号化されたデータま
たは電子署名が行われたデータを出力し外部記憶装置に
保存するステップとを有するＩＣカードを用いたデータ
処理方法。
【請求項２】請求項１記載のＩＣカードを用いたデー
タ処理方法において、前記データを複数有し、各々のデ
ータは、少なくとも、直前に処理した取引データに所定
の演算を施したデータを含むことを特徴とするＩＣカー
ドを用いたデータ処理方法。
【請求項３】請求項２記載のＩＣカードを用いたデー
タ処理方法において、前記所定の演算はハッシュ化演算
であることを特徴とするＩＣカードを用いたデータ処理
方法。
【請求項４】請求項２または３記載のＩＣカードを用
いたデータ処理方法において、前記複数のデータの最後
に、さらに、空の取引記録を含むデータを生成し暗号化
または電子署名し、それ以前のデータをＩＣカードから
切り離して外部に送出することを特徴とするＩＣカード
を用いたデータ処理方法。
【請求項５】請求項４記載のＩＣカードを用いたデー
タ処理方法において、データをＩＣカードから切り離し
て外部に送出する際ＩＣカードを一時的に使用不可と
し、外部からのデータ受領確認を受信することにより再
度使用可能にすることを特徴とするＩＣカードを用いた
データ処理方法。
【請求項６】入出力部と、秘密鍵を含む秘密情報格納
部と、カードバリューを含むデータ記憶部と、演算部
と、請求項１〜５のいずれかに記載のデータ処理方法を
実現するための処理手順をプログラムコード化して記録
したプログラム記憶部を有することを特徴とするＩＣカ
ード。