JP2000092040A - 記憶媒体、読出／書込機、カードシステム、暗号鍵使用方法、駅務システムおよびカード発行機 - Google Patents
記憶媒体、読出／書込機、カードシステム、暗号鍵使用方法、駅務システムおよびカード発行機Info
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- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩＣカードなどの記憶媒体と読出／書込機と
の間の暗号処理などにおいて、使用する暗号鍵を、必要
な時に更新できるとともに、複数の暗号鍵の全てが解読
される危険性が低く、記憶媒体に記憶させている複数の
暗号鍵を変更することができるようにする。 【解決手段】 ＩＣカードには、ＩＣカード発行時に、
そのＩＣカード発行時点で使用している暗号鍵および今
後使用する予定の暗号鍵の複数の暗号鍵を記憶させ、読
出／書込機には、現在使用している暗号鍵と過去に使用
した旧い複数の暗号鍵とを記憶させ、読出／書込機は、
ＩＣカードからのリスポンスによって、ＩＣカードが使
用している暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であるとき
には、現在使用している暗号鍵に更新するように更新コ
マンドを送出し、ＩＣカードは、そのコマンドに応答し
て使用する暗号鍵を更新するように構成している。
の間の暗号処理などにおいて、使用する暗号鍵を、必要
な時に更新できるとともに、複数の暗号鍵の全てが解読
される危険性が低く、記憶媒体に記憶させている複数の
暗号鍵を変更することができるようにする。 【解決手段】 ＩＣカードには、ＩＣカード発行時に、
そのＩＣカード発行時点で使用している暗号鍵および今
後使用する予定の暗号鍵の複数の暗号鍵を記憶させ、読
出／書込機には、現在使用している暗号鍵と過去に使用
した旧い複数の暗号鍵とを記憶させ、読出／書込機は、
ＩＣカードからのリスポンスによって、ＩＣカードが使
用している暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であるとき
には、現在使用している暗号鍵に更新するように更新コ
マンドを送出し、ＩＣカードは、そのコマンドに応答し
て使用する暗号鍵を更新するように構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データを記憶する
記憶媒体、この記憶媒体に対して読み出し／書き込みを
行う読出／書込機、それらを用いたカードシステム、そ
れらに好適な暗号鍵使用方法、および、それらを用いた
自動改札などの駅務システム並びにカード発行機に関す
る。
記憶媒体、この記憶媒体に対して読み出し／書き込みを
行う読出／書込機、それらを用いたカードシステム、そ
れらに好適な暗号鍵使用方法、および、それらを用いた
自動改札などの駅務システム並びにカード発行機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、記憶媒体であるカードを自動料
金徴収機の読出／書込機でカードの入出金などの処理を
する場合、カードのセキュリティ性を確保する必要があ
る。そのため、通常、カードと読出／書込機との間で暗
号を用いた相互認証や通信の暗号化が行われている。な
お、相互認証とは、カード側からみて、通信相手となる
読出／書込機が正当であるか、また読出／書込機側から
みて、通信相手であるカードが正当であるかを、相互に
認証することであるが、通常、相互に相手が正当な暗号
鍵を知っているかどうかで判定する。
金徴収機の読出／書込機でカードの入出金などの処理を
する場合、カードのセキュリティ性を確保する必要があ
る。そのため、通常、カードと読出／書込機との間で暗
号を用いた相互認証や通信の暗号化が行われている。な
お、相互認証とは、カード側からみて、通信相手となる
読出／書込機が正当であるか、また読出／書込機側から
みて、通信相手であるカードが正当であるかを、相互に
認証することであるが、通常、相互に相手が正当な暗号
鍵を知っているかどうかで判定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の暗号処理におい
ては、すべてのカードおよび読出／書込機も同じ暗号鍵
（共通暗号鍵）を使用するようにした方式があるが、こ
の方式では一旦、共通暗号鍵が他人に知られると、シス
テム全体のセキュリティ性が損なわれてしまうという欠
点がある。
ては、すべてのカードおよび読出／書込機も同じ暗号鍵
（共通暗号鍵）を使用するようにした方式があるが、こ
の方式では一旦、共通暗号鍵が他人に知られると、シス
テム全体のセキュリティ性が損なわれてしまうという欠
点がある。
【０００４】この欠点をなくすために、カードに複数の
暗号鍵を記憶させ、また読出／書込機にもカードが有す
る複数の暗号鍵を記憶させておき、読出／書込機側では
カードとの間の暗号処理において、前記複数の暗号鍵の
うちのいずれか１つの暗号鍵をランダムに用いることで
セキュリティ性を高められるようにしたシステムがあ
る。
暗号鍵を記憶させ、また読出／書込機にもカードが有す
る複数の暗号鍵を記憶させておき、読出／書込機側では
カードとの間の暗号処理において、前記複数の暗号鍵の
うちのいずれか１つの暗号鍵をランダムに用いることで
セキュリティ性を高められるようにしたシステムがあ
る。
【０００５】こうした場合に問題とされているのは、前
記ランダムに暗号鍵を用いているうちに、複数の暗号鍵
のすべてが傍受され解読されてしまう危険性があり、特
に、カードと読出／書込機とが非接触で通信を行う場合
に、その危険性が増大する。そこで、カードが記憶する
複数の暗号鍵のすべてを他の複数の暗号鍵に一斉に変更
させることが考えられるが、このような暗号鍵の変更
は、多数のカードが発行されて使用されるというカード
の利用形態から考えて実際上は不可能である。
記ランダムに暗号鍵を用いているうちに、複数の暗号鍵
のすべてが傍受され解読されてしまう危険性があり、特
に、カードと読出／書込機とが非接触で通信を行う場合
に、その危険性が増大する。そこで、カードが記憶する
複数の暗号鍵のすべてを他の複数の暗号鍵に一斉に変更
させることが考えられるが、このような暗号鍵の変更
は、多数のカードが発行されて使用されるというカード
の利用形態から考えて実際上は不可能である。
【０００６】本発明は、上述の技術的課題に鑑みて為さ
れたものであって、ランダムにすべての暗号鍵を使用す
るのではなく、必要な時、例えば、定期的あるいは暗号
鍵が解読されたような虞れがある時に暗号鍵を更新でき
るようにし、しかも、記憶媒体の複数の暗号鍵の変更を
一斉に行う必要がないようにすることを目的とする。
れたものであって、ランダムにすべての暗号鍵を使用す
るのではなく、必要な時、例えば、定期的あるいは暗号
鍵が解読されたような虞れがある時に暗号鍵を更新でき
るようにし、しかも、記憶媒体の複数の暗号鍵の変更を
一斉に行う必要がないようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００８】すなわち、請求項１の本発明の記憶媒体
は、暗号鍵を用いて読出／書込機との間で認証および通
信を行うよう構成された記憶媒体において、複数の暗号
鍵を記憶する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に
記憶されている複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択
する暗号鍵選択手段と、前記読出／書込機から送出され
るコマンドにより前記選択する暗号鍵を更新する暗号鍵
更新手段とを具備している。
は、暗号鍵を用いて読出／書込機との間で認証および通
信を行うよう構成された記憶媒体において、複数の暗号
鍵を記憶する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に
記憶されている複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択
する暗号鍵選択手段と、前記読出／書込機から送出され
るコマンドにより前記選択する暗号鍵を更新する暗号鍵
更新手段とを具備している。
【０００９】ここで、更新とは、使用している暗号鍵
を、複数の暗号鍵の内の別の暗号鍵に切り換えて使用す
ることをいい、更新の度に、複数の暗号鍵の内の一つの
暗号鍵が、それまで使用していた暗号鍵に代えて使用さ
れることになる。
を、複数の暗号鍵の内の別の暗号鍵に切り換えて使用す
ることをいい、更新の度に、複数の暗号鍵の内の一つの
暗号鍵が、それまで使用していた暗号鍵に代えて使用さ
れることになる。
【００１０】また、記憶媒体と読出／書込機との間の通
信は、有線方式または無線方式のいずれの方式であって
もよい。
信は、有線方式または無線方式のいずれの方式であって
もよい。
【００１１】請求項２の本発明の記憶媒体は、請求項１
において、前記暗号鍵記憶手段に記憶されている複数の
暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出／書込機から書
き換えるものである。
において、前記暗号鍵記憶手段に記憶されている複数の
暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出／書込機から書
き換えるものである。
【００１２】請求項３の本発明の読出／書込機は、暗号
鍵を用いて記憶媒体との間で認証および通信を行うよう
構成された読出／書込機において、複数の暗号鍵を記憶
する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に記憶され
ている複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択する暗号
鍵選択手段と、前記記憶媒体からのレスポンスにより該
記憶媒体が現在使用している暗号鍵が、当該読出／書込
機で過去に使用された暗号鍵であるかどうかを知る暗号
鍵知得手段と、前記記憶媒体が現在使用している暗号鍵
が過去に使用された暗号鍵のときは、前記記憶媒体の暗
号鍵を更新するコマンドを送出する暗号鍵更新コマンド
送出手段とを具備している。
鍵を用いて記憶媒体との間で認証および通信を行うよう
構成された読出／書込機において、複数の暗号鍵を記憶
する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に記憶され
ている複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択する暗号
鍵選択手段と、前記記憶媒体からのレスポンスにより該
記憶媒体が現在使用している暗号鍵が、当該読出／書込
機で過去に使用された暗号鍵であるかどうかを知る暗号
鍵知得手段と、前記記憶媒体が現在使用している暗号鍵
が過去に使用された暗号鍵のときは、前記記憶媒体の暗
号鍵を更新するコマンドを送出する暗号鍵更新コマンド
送出手段とを具備している。
【００１３】請求項４の本発明の読出／書込機は、請求
項３において、上位機器からのコマンドにより、当該読
出／書込機が使用する暗号鍵を変更する暗号鍵変更手段
を具備している。
項３において、上位機器からのコマンドにより、当該読
出／書込機が使用する暗号鍵を変更する暗号鍵変更手段
を具備している。
【００１４】請求項５の本発明の読出／書込機は、請求
項３において、前記記憶媒体が記憶している複数の暗号
鍵の少なくとも一部の暗号鍵を書き換えるものである。
項３において、前記記憶媒体が記憶している複数の暗号
鍵の少なくとも一部の暗号鍵を書き換えるものである。
【００１５】請求項６の本発明のカードシステムは、請
求項１または２に記載の記憶媒体をカードとし、該カー
ドと、請求項３ないし５いずれかに記載の読出／書込機
とを有し、カードが現在使用している暗号鍵が、読出／
書込機で過去に使用された暗号鍵のときは、カードの暗
号鍵を更新した後、その更新された暗号鍵を用いてカー
ドと読出／書込機とが相互認証を行うものである。
求項１または２に記載の記憶媒体をカードとし、該カー
ドと、請求項３ないし５いずれかに記載の読出／書込機
とを有し、カードが現在使用している暗号鍵が、読出／
書込機で過去に使用された暗号鍵のときは、カードの暗
号鍵を更新した後、その更新された暗号鍵を用いてカー
ドと読出／書込機とが相互認証を行うものである。
【００１６】請求項７の本発明の暗号鍵使用方法は、記
憶媒体と読出／書込機それぞれには複数の暗号鍵を記憶
させておき、読出／書込機は、記憶媒体から送信されて
きた該記憶媒体が使用している暗号鍵による暗号化デー
タと、読出／書込機が使用している暗号鍵により作成し
た暗号化データとを比較して記憶媒体および読出／書込
機が使用している暗号鍵が一致しているか否かを判断
し、一致していないときには、記憶媒体から送信されて
きた前記暗号化データと、読出／書込機で過去に使用し
た暗号鍵により作成した暗号化データとを比較して記憶
媒体が使用している暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵で
あるか否かを判断し、過去に使用した暗号鍵であるとき
には、記憶媒体に対して、該記憶媒体が使用している暗
号鍵を更新させる更新コマンドを送信し、記憶媒体は、
前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を更新するもので
ある。
憶媒体と読出／書込機それぞれには複数の暗号鍵を記憶
させておき、読出／書込機は、記憶媒体から送信されて
きた該記憶媒体が使用している暗号鍵による暗号化デー
タと、読出／書込機が使用している暗号鍵により作成し
た暗号化データとを比較して記憶媒体および読出／書込
機が使用している暗号鍵が一致しているか否かを判断
し、一致していないときには、記憶媒体から送信されて
きた前記暗号化データと、読出／書込機で過去に使用し
た暗号鍵により作成した暗号化データとを比較して記憶
媒体が使用している暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵で
あるか否かを判断し、過去に使用した暗号鍵であるとき
には、記憶媒体に対して、該記憶媒体が使用している暗
号鍵を更新させる更新コマンドを送信し、記憶媒体は、
前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を更新するもので
ある。
【００１７】請求項８の本発明の駅務システムは、請求
項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該乗
車カードと、これに対する読み出し／書き込みを行う請
求項３または４に記載の読出／書込機を備えた自動改札
機とを有し、読出／書込機は、乗車カードから送信され
てきた該乗車カードが使用している暗号鍵による暗号化
データと、読出／書込機が使用している暗号鍵により作
成した暗号化データとを比較して乗車カードおよび読出
／書込機が使用している暗号鍵が一致しているか否かを
判断し、一致していないときには、乗車カードから送信
されてきた前記暗号化データと、読出／書込機で過去に
使用した暗号鍵により作成した暗号化データとを比較し
て乗車カードが使用している暗号鍵が、過去に使用した
暗号鍵であるか否かを判断し、過去に使用した暗号鍵で
あるときには、乗車カードに対して、該乗車カードが使
用している暗号鍵を更新させる更新コマンドを送信し、
乗車カードは、前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を
更新するものである。
項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該乗
車カードと、これに対する読み出し／書き込みを行う請
求項３または４に記載の読出／書込機を備えた自動改札
機とを有し、読出／書込機は、乗車カードから送信され
てきた該乗車カードが使用している暗号鍵による暗号化
データと、読出／書込機が使用している暗号鍵により作
成した暗号化データとを比較して乗車カードおよび読出
／書込機が使用している暗号鍵が一致しているか否かを
判断し、一致していないときには、乗車カードから送信
されてきた前記暗号化データと、読出／書込機で過去に
使用した暗号鍵により作成した暗号化データとを比較し
て乗車カードが使用している暗号鍵が、過去に使用した
暗号鍵であるか否かを判断し、過去に使用した暗号鍵で
あるときには、乗車カードに対して、該乗車カードが使
用している暗号鍵を更新させる更新コマンドを送信し、
乗車カードは、前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を
更新するものである。
【００１８】請求項９の本発明の駅務システムは、請求
項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該乗
車カードと、これに対する読み出し／書き込みを行う請
求項５に記載の読出／書込機を備えたカード発行機とを
有し、読出／書込機は、乗車カードの発行時に、該乗車
カードに記憶されている複数の暗号鍵を書き換えるもの
である。
項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該乗
車カードと、これに対する読み出し／書き込みを行う請
求項５に記載の読出／書込機を備えたカード発行機とを
有し、読出／書込機は、乗車カードの発行時に、該乗車
カードに記憶されている複数の暗号鍵を書き換えるもの
である。
【００１９】請求項１０の本発明のカード発行機は、請
求項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該
乗車カードの暗号鍵記憶手段に、現在使用する暗号鍵お
よび将来使用する予定の複数の暗号鍵を書き込む一方、
暗号鍵選択手段で前記現在使用する暗号鍵を選択するよ
うに設定して該乗車カードを発行するものである。
求項１または２に記載の記憶媒体を乗車カードとし、該
乗車カードの暗号鍵記憶手段に、現在使用する暗号鍵お
よび将来使用する予定の複数の暗号鍵を書き込む一方、
暗号鍵選択手段で前記現在使用する暗号鍵を選択するよ
うに設定して該乗車カードを発行するものである。
【００２０】（作用）請求項１の記憶媒体によれば、読
出／書込機との間の暗号処理において、複数の暗号鍵の
いずれかを用いて暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式
のように一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体
のセキュリティ性が損なわれることがなく、また、使用
する暗号鍵も読出／書込機からのコマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムにすべての暗号鍵を
用いる従来例のように、全ての暗号鍵が傍受されて解読
される虞れが低い。
出／書込機との間の暗号処理において、複数の暗号鍵の
いずれかを用いて暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式
のように一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体
のセキュリティ性が損なわれることがなく、また、使用
する暗号鍵も読出／書込機からのコマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムにすべての暗号鍵を
用いる従来例のように、全ての暗号鍵が傍受されて解読
される虞れが低い。
【００２１】請求項２の記憶媒体によれば、記憶されて
いる複数の暗号鍵が更新によって全て使用されてしまう
までに、複数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出
／書込機から新たな暗号鍵に書き換えることができる。
これによって、永続的に新しい暗号鍵への更新が可能と
なる。
いる複数の暗号鍵が更新によって全て使用されてしまう
までに、複数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出
／書込機から新たな暗号鍵に書き換えることができる。
これによって、永続的に新しい暗号鍵への更新が可能と
なる。
【００２２】請求項３の読出／書込機によれば、記憶媒
体が使用している暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用
された暗号鍵であるか否かを判断し、過去に使用されて
いる暗号鍵であるときには、記憶媒体に更新コマンドを
送出して記憶媒体が使用する暗号鍵を更新することがで
きるので、記憶媒体の暗号鍵を、読出／書込機が現在使
用している最新の暗号鍵に一致させることができる。
体が使用している暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用
された暗号鍵であるか否かを判断し、過去に使用されて
いる暗号鍵であるときには、記憶媒体に更新コマンドを
送出して記憶媒体が使用する暗号鍵を更新することがで
きるので、記憶媒体の暗号鍵を、読出／書込機が現在使
用している最新の暗号鍵に一致させることができる。
【００２３】請求項４の読出／書込機によれば、上位機
器からのコマンドによって使用する暗号鍵が変更される
ので、必要に応じて、例えば、定期的あるいは現在使用
している暗号鍵が解読される虞れがあるような時に、上
位機器からのコマンドによって使用する暗号鍵を、新し
い暗号鍵に変更できることになり、さらに、請求項３の
作用によって、記憶媒体が使用する暗号鍵もその変更さ
れた暗号鍵に一致させることができる。
器からのコマンドによって使用する暗号鍵が変更される
ので、必要に応じて、例えば、定期的あるいは現在使用
している暗号鍵が解読される虞れがあるような時に、上
位機器からのコマンドによって使用する暗号鍵を、新し
い暗号鍵に変更できることになり、さらに、請求項３の
作用によって、記憶媒体が使用する暗号鍵もその変更さ
れた暗号鍵に一致させることができる。
【００２４】請求項５の読出／書込機によれば、記憶媒
体が記憶している複数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号
鍵を書き換えるので、記憶媒体の暗号鍵が順次更新され
て記憶されている全ての暗号鍵が使用されてしまうまで
に、新たな暗号鍵に書き換えることができ、これによっ
て、永続的に新しい暗号鍵への更新が可能となる。
体が記憶している複数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号
鍵を書き換えるので、記憶媒体の暗号鍵が順次更新され
て記憶されている全ての暗号鍵が使用されてしまうまで
に、新たな暗号鍵に書き換えることができ、これによっ
て、永続的に新しい暗号鍵への更新が可能となる。
【００２５】請求項６のカードシステムによれば、カー
ドと読出／書込機との暗号鍵が一致しなくても、カード
の暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であれば、カードの
暗号鍵が更新されて読出／書込機の暗号鍵に一致するの
で、相互認証が可能となる。
ドと読出／書込機との暗号鍵が一致しなくても、カード
の暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であれば、カードの
暗号鍵が更新されて読出／書込機の暗号鍵に一致するの
で、相互認証が可能となる。
【００２６】請求項７の暗号鍵使用方法によれば、読出
／書込機は、記憶媒体からの暗号化データと作成した暗
号化データとを比較することにより、記憶媒体の暗号鍵
が、読出／書込機が使用している暗号鍵に一致している
か否かを判断し、一致していないときには、記憶媒体の
暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用した暗号鍵である
か否かを判断し、過去の暗号鍵であるときには、記憶媒
体の暗号鍵を更新させるので、記憶媒体の暗号鍵と読出
／書込機との暗号鍵を一致させることができる。
／書込機は、記憶媒体からの暗号化データと作成した暗
号化データとを比較することにより、記憶媒体の暗号鍵
が、読出／書込機が使用している暗号鍵に一致している
か否かを判断し、一致していないときには、記憶媒体の
暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用した暗号鍵である
か否かを判断し、過去の暗号鍵であるときには、記憶媒
体の暗号鍵を更新させるので、記憶媒体の暗号鍵と読出
／書込機との暗号鍵を一致させることができる。
【００２７】請求項８の駅務システムによれば、乗車カ
ードと自動改札機の読出／書込機との間の暗号処理にお
いて、乗車カードおよび読出／書込機は、複数の暗号鍵
を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみを記憶して
いる共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解読されても
システム全体のセキュリティ性が損なわれることがな
く、また、使用する暗号鍵も読出／書込機からのコマン
ドによって必要に応じて更新されるので、ランダムにす
べての暗号鍵を用いる従来例のように、すべての暗号鍵
が傍受されて解読される虞れが低い。
ードと自動改札機の読出／書込機との間の暗号処理にお
いて、乗車カードおよび読出／書込機は、複数の暗号鍵
を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみを記憶して
いる共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解読されても
システム全体のセキュリティ性が損なわれることがな
く、また、使用する暗号鍵も読出／書込機からのコマン
ドによって必要に応じて更新されるので、ランダムにす
べての暗号鍵を用いる従来例のように、すべての暗号鍵
が傍受されて解読される虞れが低い。
【００２８】請求項９の駅務システムによれば、カード
発行機は、乗車カードの発行時に、乗車カードに記憶さ
れている複数の暗号鍵を書き換えるので、永続的に新し
い暗号鍵への更新が可能となる。
発行機は、乗車カードの発行時に、乗車カードに記憶さ
れている複数の暗号鍵を書き換えるので、永続的に新し
い暗号鍵への更新が可能となる。
【００２９】請求項１０のカード発行機によれば、それ
まで使用された乗車カードを回収して新たな乗車カード
として発行するのではなく、使用されたことのない全く
新規な乗車カードの発行時において、相互認証などを行
うことなく、現在使用する暗号鍵および将来使用する予
定の複数の暗号鍵を書き込むとともに、現在使用する暗
号鍵を選択するよう設定して乗車カードを発行できる。
まで使用された乗車カードを回収して新たな乗車カード
として発行するのではなく、使用されたことのない全く
新規な乗車カードの発行時において、相互認証などを行
うことなく、現在使用する暗号鍵および将来使用する予
定の複数の暗号鍵を書き込むとともに、現在使用する暗
号鍵を選択するよう設定して乗車カードを発行できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
の形態について詳細に説明する。
【００３１】図１は、本発明が適用される駅務システム
の全体構成を示す図であり、同図において、７は記憶媒
体（例えば、非接触通信ＩＣカード）としての定期券な
どの乗車カード、６はこの乗車カード７との間で非接触
通信を行う読出／書込機（リーダ／ライタ）、１は読出
／書込機６を備えた自動改札機、４は読出／書込機６を
備えたカード発行機、５は読出／書込機６を備えた精算
機であり、２５はこれらを制御するホストコンピュータ
である。自動改札機１および精算機４は、駅の構内に、
複数台設置されている。
の全体構成を示す図であり、同図において、７は記憶媒
体（例えば、非接触通信ＩＣカード）としての定期券な
どの乗車カード、６はこの乗車カード７との間で非接触
通信を行う読出／書込機（リーダ／ライタ）、１は読出
／書込機６を備えた自動改札機、４は読出／書込機６を
備えたカード発行機、５は読出／書込機６を備えた精算
機であり、２５はこれらを制御するホストコンピュータ
である。自動改札機１および精算機４は、駅の構内に、
複数台設置されている。
【００３２】乗車カード７は、カード発行機４で発行さ
れる。この発行された乗車カード７には、乗車区間とか
使用有効期限等のデータが記録される。利用者は、発行
された乗車カードやを用いて自動改札機１の改札を受け
る。カード発行機４も自動改札機１も読出／書込機６を
備えている。カード発行機４および自動改札機１は、読
出／書込機６に対する上位機器となる。また、ホストコ
ンピュータ２５は、カード発行機４および自動改札機１
などに対する上位機器となる。自動改札機１は、ＣＰＵ
２６、ホストコンピュータ２５および読出／書込機６の
と間のインタフェース回路２７，２８、メモリ２９およ
び扉制御回路３０などを備えており、カード発行機４
は、ＣＰＵ３１、ホストコンピュータ２５および読出／
書込機６との間のインタフェース回路３２，３３、メモ
リ３４およびカード発行のための操作盤３５などを備え
ている。なお、読出／書込機６を構成するブロックに
は、後述の説明で使用する参照符号を付している。
れる。この発行された乗車カード７には、乗車区間とか
使用有効期限等のデータが記録される。利用者は、発行
された乗車カードやを用いて自動改札機１の改札を受け
る。カード発行機４も自動改札機１も読出／書込機６を
備えている。カード発行機４および自動改札機１は、読
出／書込機６に対する上位機器となる。また、ホストコ
ンピュータ２５は、カード発行機４および自動改札機１
などに対する上位機器となる。自動改札機１は、ＣＰＵ
２６、ホストコンピュータ２５および読出／書込機６の
と間のインタフェース回路２７，２８、メモリ２９およ
び扉制御回路３０などを備えており、カード発行機４
は、ＣＰＵ３１、ホストコンピュータ２５および読出／
書込機６との間のインタフェース回路３２，３３、メモ
リ３４およびカード発行のための操作盤３５などを備え
ている。なお、読出／書込機６を構成するブロックに
は、後述の説明で使用する参照符号を付している。
【００３３】ここで、システムの主要な構成の説明に先
立って、この実施の形態の暗号鍵の使用方法についての
概要を説明する。
立って、この実施の形態の暗号鍵の使用方法についての
概要を説明する。
【００３４】乗車カード７と読出／書込機６との間で
は、セキュリティ性を確保するために、暗号鍵を用いた
認証や通信を行うのであるが、この実施の形態では、従
来例の暗号処理方式の欠点を解消するために、次のよう
に構成している。
は、セキュリティ性を確保するために、暗号鍵を用いた
認証や通信を行うのであるが、この実施の形態では、従
来例の暗号処理方式の欠点を解消するために、次のよう
に構成している。
【００３５】すなわち、乗車カード７には、カード発行
時に、今後使用する予定の複数の暗号鍵を記憶させてお
き、その複数の暗号鍵の内の予め定めた暗号鍵（例え
ば、カード発行時点において使用すべき暗号鍵）を使用
するように設定しておき、読出／書込機６からの更新コ
マンドがあったときには、そのコマンドで指定された暗
号鍵に更新してその更新された暗号鍵を使用するように
構成している。
時に、今後使用する予定の複数の暗号鍵を記憶させてお
き、その複数の暗号鍵の内の予め定めた暗号鍵（例え
ば、カード発行時点において使用すべき暗号鍵）を使用
するように設定しておき、読出／書込機６からの更新コ
マンドがあったときには、そのコマンドで指定された暗
号鍵に更新してその更新された暗号鍵を使用するように
構成している。
【００３６】乗車カード７は、多数が長い期間に亘って
順次的に発行されるために、乗車カード７に記憶される
複数の暗号鍵の内容も必要に応じて新しい暗号鍵に順次
的に切り換えられ、したがって、当初に発行された乗車
カード７に記憶されている複数の暗号鍵（例えば、Ｋ
１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４．Ｋ５）と、後に発行される乗車
カード７に記憶される複数の暗号鍵（例えば、Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）とは、共通する暗号鍵（Ｋ２，
Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５）が存在するけれども、当初の乗車カ
ード７には、後の乗車カード７に記憶されていない旧い
暗号鍵（Ｋ１）が記憶されている一方、後の乗車カード
７には、当初の乗車カード７に記憶されていない将来使
用する予定の新規な暗号鍵（Ｋ６）が記憶される場合が
生じることになる。
順次的に発行されるために、乗車カード７に記憶される
複数の暗号鍵の内容も必要に応じて新しい暗号鍵に順次
的に切り換えられ、したがって、当初に発行された乗車
カード７に記憶されている複数の暗号鍵（例えば、Ｋ
１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４．Ｋ５）と、後に発行される乗車
カード７に記憶される複数の暗号鍵（例えば、Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６）とは、共通する暗号鍵（Ｋ２，
Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５）が存在するけれども、当初の乗車カ
ード７には、後の乗車カード７に記憶されていない旧い
暗号鍵（Ｋ１）が記憶されている一方、後の乗車カード
７には、当初の乗車カード７に記憶されていない将来使
用する予定の新規な暗号鍵（Ｋ６）が記憶される場合が
生じることになる。
【００３７】そして、全ての乗車カード７に共通に記憶
されている複数の暗号鍵が、使用可能な暗号鍵となり、
その複数の暗号鍵が順番で使用されることになる。
されている複数の暗号鍵が、使用可能な暗号鍵となり、
その複数の暗号鍵が順番で使用されることになる。
【００３８】一方、読出／書込機６には、過去に使用さ
れて現在は使用されていない旧い暗号鍵（例えば、Ｋ
１）および現在使用されている暗号鍵（例えば、Ｋ２）
が少なくとも記憶されており、この暗号鍵（例えばＫ
２）を使用する。
れて現在は使用されていない旧い暗号鍵（例えば、Ｋ
１）および現在使用されている暗号鍵（例えば、Ｋ２）
が少なくとも記憶されており、この暗号鍵（例えばＫ
２）を使用する。
【００３９】さらに、読出／書込機６では、乗車カード
７との間の通信において、乗車カード７のレスポンスか
らその乗車カード７が使用している暗号鍵が、過去に使
用されて現在使用されていない暗号鍵（例えばＫ１）で
あれば、乗車カード７に対して、現在使用されている暗
号鍵（例えばＫ２）に更新するように更新コマンドを送
出し、これに応答してその乗車カード７は、現在使用さ
れている暗号鍵（例えばＫ２）に更新するのである。
７との間の通信において、乗車カード７のレスポンスか
らその乗車カード７が使用している暗号鍵が、過去に使
用されて現在使用されていない暗号鍵（例えばＫ１）で
あれば、乗車カード７に対して、現在使用されている暗
号鍵（例えばＫ２）に更新するように更新コマンドを送
出し、これに応答してその乗車カード７は、現在使用さ
れている暗号鍵（例えばＫ２）に更新するのである。
【００４０】したがって、当初発行された旧い乗車カー
ド７は、読出／書込機６との通信によって、最終的に現
在使用されている暗号鍵（例えばＫ２）に更新されて統
一されることになる。
ド７は、読出／書込機６との通信によって、最終的に現
在使用されている暗号鍵（例えばＫ２）に更新されて統
一されることになる。
【００４１】システムのセキュリティ性を確保するため
に、定期的に、あるいは、現在使用されている暗号鍵が
解読された虞れがあるような時には、上位機器である自
動改札機１などからの変更コマンドによって、読出／書
込機６は、現在使用している暗号鍵（例えば、Ｋ２）
を、次に使用すべ暗号鍵（例えば、Ｋ３）に変更する一
方、それまで使用していた暗号鍵（Ｋ２）を、旧い暗号
鍵として追加し、以後、この変更した暗号鍵（Ｋ３）を
使用する。したがって、この時点では、読出／書込機６
には、過去に使用して現在使用されていない複数の暗号
鍵（例えば、Ｋ１，Ｋ２）および現在使用されている暗
号鍵（例えば、Ｋ３）が記憶されることになる。
に、定期的に、あるいは、現在使用されている暗号鍵が
解読された虞れがあるような時には、上位機器である自
動改札機１などからの変更コマンドによって、読出／書
込機６は、現在使用している暗号鍵（例えば、Ｋ２）
を、次に使用すべ暗号鍵（例えば、Ｋ３）に変更する一
方、それまで使用していた暗号鍵（Ｋ２）を、旧い暗号
鍵として追加し、以後、この変更した暗号鍵（Ｋ３）を
使用する。したがって、この時点では、読出／書込機６
には、過去に使用して現在使用されていない複数の暗号
鍵（例えば、Ｋ１，Ｋ２）および現在使用されている暗
号鍵（例えば、Ｋ３）が記憶されることになる。
【００４２】上位機器からの変更コマンドによって暗号
鍵を変更した読出／書込機６と乗車カード７との通信に
よって、乗車カード７が、現在使用されていない過去に
使用されていた暗号鍵（例えば、Ｋ２）を使用していた
ときには、読出／書込機６は、その乗車カード７に対し
て、現在使用されている暗号鍵（例えばＫ３）に更新す
るように更新コマンドを送出し、これに応答してその乗
車カード７は、現在使用されている暗号鍵（例えばＫ
３）に更新するのである。
鍵を変更した読出／書込機６と乗車カード７との通信に
よって、乗車カード７が、現在使用されていない過去に
使用されていた暗号鍵（例えば、Ｋ２）を使用していた
ときには、読出／書込機６は、その乗車カード７に対し
て、現在使用されている暗号鍵（例えばＫ３）に更新す
るように更新コマンドを送出し、これに応答してその乗
車カード７は、現在使用されている暗号鍵（例えばＫ
３）に更新するのである。
【００４３】したがって、乗車カード７は、読出／書込
機６との通信によって、最終的に現在使用されている暗
号鍵（例えばＫ３）に更新されて統一されることにな
る。
機６との通信によって、最終的に現在使用されている暗
号鍵（例えばＫ３）に更新されて統一されることにな
る。
【００４４】このように複数の暗号鍵を必要に応じて順
次更新して暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式のよう
に一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体のセキ
ュリティ性が損なわれることがなく、また、使用する暗
号鍵も読出／書込機６からの更新コマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムに全ての暗号鍵を用
いる従来例のように、全ての暗号鍵が傍受されて解読さ
れる虞れが低い。
次更新して暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式のよう
に一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体のセキ
ュリティ性が損なわれることがなく、また、使用する暗
号鍵も読出／書込機６からの更新コマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムに全ての暗号鍵を用
いる従来例のように、全ての暗号鍵が傍受されて解読さ
れる虞れが低い。
【００４５】さらに、乗車カード７の暗号鍵の更新も、
読出／書込機６との通信による更新コマンドによって行
われるので、全ての乗車カード７の複数の暗号鍵を一斉
に変更するといった必要がない。
読出／書込機６との通信による更新コマンドによって行
われるので、全ての乗車カード７の複数の暗号鍵を一斉
に変更するといった必要がない。
【００４６】以下、この乗車カード７および読出／書込
機６等の主要な構成について詳細に説明する。
機６等の主要な構成について詳細に説明する。
【００４７】図２は、この実施の形態の読出／書込機を
備えた自動改札機１の外観斜視図であり、この自動改札
機１は、改札通路３６を隔てて相対向する一対の改札機
本体２を備える。両改札機本体２の側面それぞれには、
改札通路３６の通過を許可あるいは阻止する図示しない
扉が配備されている。各改札機本体２には、読出／書込
機６が設けられており、そのアンテナコイル２３が各改
札機本体２の上面に臨むように配設されている。
備えた自動改札機１の外観斜視図であり、この自動改札
機１は、改札通路３６を隔てて相対向する一対の改札機
本体２を備える。両改札機本体２の側面それぞれには、
改札通路３６の通過を許可あるいは阻止する図示しない
扉が配備されている。各改札機本体２には、読出／書込
機６が設けられており、そのアンテナコイル２３が各改
札機本体２の上面に臨むように配設されている。
【００４８】このアンテナコイル２３は、定期券等の乗
車カード７が備えるアンテナコイルが通信エリア内に位
置したときに、その乗車カード７のアンテナコイルとの
間で非接触でデータ通信が可能となっている。乗車カー
ド７を携帯する利用者は、図２に示すように、その乗車
カード７を改札機本体２に設けられた読出／書込機６の
アンテナコイル２３との通信のための通信エリアにかざ
すだけでデータ通信が可能となる。
車カード７が備えるアンテナコイルが通信エリア内に位
置したときに、その乗車カード７のアンテナコイルとの
間で非接触でデータ通信が可能となっている。乗車カー
ド７を携帯する利用者は、図２に示すように、その乗車
カード７を改札機本体２に設けられた読出／書込機６の
アンテナコイル２３との通信のための通信エリアにかざ
すだけでデータ通信が可能となる。
【００４９】読出／書込機６は乗車カード７と通信を行
い、上位機器である自動改札機１は、その通信に基づい
て乗車カード７の真偽および乗車条件などを判定し、こ
れに基づいて、扉を制御して開放したり、閉止したりす
る。
い、上位機器である自動改札機１は、その通信に基づい
て乗車カード７の真偽および乗車条件などを判定し、こ
れに基づいて、扉を制御して開放したり、閉止したりす
る。
【００５０】本実施の形態の乗車カード７は、上述のよ
うに複数の暗号鍵を記憶しており、それら複数の暗号鍵
の中からある１つの暗号鍵を用いて暗号化とか復号化を
行い、また、自動改札機１の読出／書込機６の更新コマ
ンドにより現在使用している暗号鍵を次に使用する暗号
鍵に更新し、またカード発行機４などの読出／書込機に
よって、カード発行時に、記憶している複数の全ての暗
号鍵が書き換えられるようにしている。なお、カード発
行時には、乗車カード７の複数の暗号鍵の全てではな
く、使用済みの暗号鍵のみを新たな暗号鍵に書き換える
ようにしてもよい。
うに複数の暗号鍵を記憶しており、それら複数の暗号鍵
の中からある１つの暗号鍵を用いて暗号化とか復号化を
行い、また、自動改札機１の読出／書込機６の更新コマ
ンドにより現在使用している暗号鍵を次に使用する暗号
鍵に更新し、またカード発行機４などの読出／書込機に
よって、カード発行時に、記憶している複数の全ての暗
号鍵が書き換えられるようにしている。なお、カード発
行時には、乗車カード７の複数の暗号鍵の全てではな
く、使用済みの暗号鍵のみを新たな暗号鍵に書き換える
ようにしてもよい。
【００５１】以下、図３を参照して、乗車カード７につ
いて説明する。乗車カード７は、内部にＣＰＵ８、プロ
グラムメモリ９、データメモリ１０、暗号鍵記憶メモリ
１１、暗号回路１２および変復調電源回路１３ならびに
アンテナコイル１４を有している。
いて説明する。乗車カード７は、内部にＣＰＵ８、プロ
グラムメモリ９、データメモリ１０、暗号鍵記憶メモリ
１１、暗号回路１２および変復調電源回路１３ならびに
アンテナコイル１４を有している。
【００５２】ＣＰＵ８は、プログラムメモリ９に格納さ
れているプログラムデータと、データメモリ１０に格納
されているワーキングデータとを用いて、アンテナコイ
ル１４を通じて受信した読出／書込機６からのコマンド
に基づく処理を行うとともに、読出／書込機６に対して
データ送信の処理を行う。
れているプログラムデータと、データメモリ１０に格納
されているワーキングデータとを用いて、アンテナコイ
ル１４を通じて受信した読出／書込機６からのコマンド
に基づく処理を行うとともに、読出／書込機６に対して
データ送信の処理を行う。
【００５３】カード読出／書込機６から乗車カード７に
送出されてくるコマンドには、ポーリング、認証、デー
タの読み出しと書き込み、禁止などがある。ＣＰＵ８
は、カード読出／書込機６からのこうした送出コマンド
をアンテナコイル１４で受信し、変復調回路１３で復調
し、暗号回路１２で復号する等の処理を行わせた後に取
り込んで解析するとともに、この解析したコマンドに従
った処理を実行するようになっている。
送出されてくるコマンドには、ポーリング、認証、デー
タの読み出しと書き込み、禁止などがある。ＣＰＵ８
は、カード読出／書込機６からのこうした送出コマンド
をアンテナコイル１４で受信し、変復調回路１３で復調
し、暗号回路１２で復号する等の処理を行わせた後に取
り込んで解析するとともに、この解析したコマンドに従
った処理を実行するようになっている。
【００５４】暗号鍵記憶メモリ１１には、暗号鍵記憶手
段として、図４で示すように乗車カード７の発行時に、
カード発行機４の読出／書込機６によって、乗車カード
７が自動改札機１の読出／書込機６などとの間で今後使
用する予定である複数の暗号鍵（暗号鍵１，暗号鍵２，
暗号鍵３，…，暗号鍵ｎ）が記憶させられている。暗号
鍵記憶メモリ１１からは、これら複数の暗号鍵の読み出
しは外部から一切できないハードウェア構成とされて不
正に外部から暗号鍵が読み出せないようになっている。
このハードウェア構成は、暗号鍵記憶メモリ１１をＣＰ
Ｕ８と同じＬＳＩチップに設け、このＬＳＩチップにテ
ストピンを当てて信号を与えても暗号鍵は出力されず、
あるいは、テスト端子をなくし、暗号鍵記憶メモリ１１
からのデータの読み出しは、ＬＳＩチップ内のＣＰＵ８
のみができるようにし、ＣＰＵ８と暗号鍵記憶メモリ１
１間のバスは、ＬＳＩチップの外には、端子として出さ
ないようにすればよい。これによって、ＬＳＩチップの
外部（回路の外）から暗号鍵の読み出しを一切できない
ようにすることができる。
段として、図４で示すように乗車カード７の発行時に、
カード発行機４の読出／書込機６によって、乗車カード
７が自動改札機１の読出／書込機６などとの間で今後使
用する予定である複数の暗号鍵（暗号鍵１，暗号鍵２，
暗号鍵３，…，暗号鍵ｎ）が記憶させられている。暗号
鍵記憶メモリ１１からは、これら複数の暗号鍵の読み出
しは外部から一切できないハードウェア構成とされて不
正に外部から暗号鍵が読み出せないようになっている。
このハードウェア構成は、暗号鍵記憶メモリ１１をＣＰ
Ｕ８と同じＬＳＩチップに設け、このＬＳＩチップにテ
ストピンを当てて信号を与えても暗号鍵は出力されず、
あるいは、テスト端子をなくし、暗号鍵記憶メモリ１１
からのデータの読み出しは、ＬＳＩチップ内のＣＰＵ８
のみができるようにし、ＣＰＵ８と暗号鍵記憶メモリ１
１間のバスは、ＬＳＩチップの外には、端子として出さ
ないようにすればよい。これによって、ＬＳＩチップの
外部（回路の外）から暗号鍵の読み出しを一切できない
ようにすることができる。
【００５５】ＣＰＵ８は、暗号鍵選択手段として、暗号
鍵記憶メモリ１１に記憶されている図４の暗号鍵１，暗
号鍵２，暗号鍵３，…，暗号鍵ｎから予め設定されてい
る１つの暗号鍵を選択し、これを暗号回路１２に入力す
るようになっている。通常、カード発行時には、その時
点で使用されている暗号鍵１と、今後順番に使用されて
いく予定の複数の暗号鍵２，３，…が記憶させられるの
で、当初は、暗号鍵１を使用すべき暗号鍵として設定さ
れている。
鍵記憶メモリ１１に記憶されている図４の暗号鍵１，暗
号鍵２，暗号鍵３，…，暗号鍵ｎから予め設定されてい
る１つの暗号鍵を選択し、これを暗号回路１２に入力す
るようになっている。通常、カード発行時には、その時
点で使用されている暗号鍵１と、今後順番に使用されて
いく予定の複数の暗号鍵２，３，…が記憶させられるの
で、当初は、暗号鍵１を使用すべき暗号鍵として設定さ
れている。
【００５６】その後、自動改札機１の読出／書込機６か
ら更新コマンドがあれば、ＣＰＵ８は、暗号鍵更新手段
として、そのコマンドに従って現在設定されている暗号
鍵から更新コマンドで指定された他の暗号鍵に設定を更
新したうえで、これを暗号回路１２に入力するようにな
っている。
ら更新コマンドがあれば、ＣＰＵ８は、暗号鍵更新手段
として、そのコマンドに従って現在設定されている暗号
鍵から更新コマンドで指定された他の暗号鍵に設定を更
新したうえで、これを暗号回路１２に入力するようにな
っている。
【００５７】暗号回路１２は、上述のようにして選択さ
れた暗号鍵を用いて暗号化、復号化を行うものであり、
自動改札機１の読出／書込機６との相互認証においても
使用される。勿論、本実施の形態における乗車カード７
は読出／書込機６との間での相互認証の後でのみデータ
の読み出しや書き込みのコマンドを受け付けるようにな
っている。
れた暗号鍵を用いて暗号化、復号化を行うものであり、
自動改札機１の読出／書込機６との相互認証においても
使用される。勿論、本実施の形態における乗車カード７
は読出／書込機６との間での相互認証の後でのみデータ
の読み出しや書き込みのコマンドを受け付けるようにな
っている。
【００５８】変復調電源回路１３は、自動改札機１の読
出／書込機６へ送信するデータの変調、読出／書込機６
から受信したデータの復調、アンテナコイル１４で受け
た読出／書込機６からの送信磁界により乗車カード７の
電源を生成するようになっている。
出／書込機６へ送信するデータの変調、読出／書込機６
から受信したデータの復調、アンテナコイル１４で受け
た読出／書込機６からの送信磁界により乗車カード７の
電源を生成するようになっている。
【００５９】本実施の形態の読出／書込機６は、暗号鍵
を用いて乗車カード７との間で認証および通信を行うよ
う構成されたものであって、複数の暗号鍵を記憶する暗
号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に記憶されている
複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択する暗号鍵選択
手段と、前記乗車カードからのレスポンスにより乗車カ
ードで現在使用されている暗号鍵が、過去に使用された
いずれの暗号鍵であるかを知る暗号鍵知得手段と、乗車
カードで現在使用されている暗号鍵が過去に使用されて
いた暗号鍵のときは、乗車カードの暗号鍵を更新するコ
マンドを送出するコマンド送出手段と、上位機器からの
コマンドにより、当該読出／書込機が使用する暗号鍵を
変更する暗号鍵変更手段とを具備している。
を用いて乗車カード７との間で認証および通信を行うよ
う構成されたものであって、複数の暗号鍵を記憶する暗
号鍵記憶手段と、前記暗号鍵記憶手段に記憶されている
複数の暗号鍵のうちからいずれかを選択する暗号鍵選択
手段と、前記乗車カードからのレスポンスにより乗車カ
ードで現在使用されている暗号鍵が、過去に使用された
いずれの暗号鍵であるかを知る暗号鍵知得手段と、乗車
カードで現在使用されている暗号鍵が過去に使用されて
いた暗号鍵のときは、乗車カードの暗号鍵を更新するコ
マンドを送出するコマンド送出手段と、上位機器からの
コマンドにより、当該読出／書込機が使用する暗号鍵を
変更する暗号鍵変更手段とを具備している。
【００６０】以下、図５を参照して読出／書込機６につ
いて説明する。この読出／書込機６は、ＣＰＵ１５、プ
ログラムメモリ１６、データメモリ１７、暗号回路１
８、乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９、上位機器用暗
号鍵記憶メモリ２０、上位機器用インタフェース２１お
よび変復調回路２２ならびにアンテナコイル２３を有し
ている。上位機器とは、上述のように、自動改札機１あ
るいはカード発行機４などである。
いて説明する。この読出／書込機６は、ＣＰＵ１５、プ
ログラムメモリ１６、データメモリ１７、暗号回路１
８、乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９、上位機器用暗
号鍵記憶メモリ２０、上位機器用インタフェース２１お
よび変復調回路２２ならびにアンテナコイル２３を有し
ている。上位機器とは、上述のように、自動改札機１あ
るいはカード発行機４などである。
【００６１】自動改札機１は、読出／書込機６の他に扉
の駆動機構を制御したり、ホストコンピュータ２５と通
信を行うものであり、読出／書込機６の上位機器用イン
タフェース２１を介して接続されている。
の駆動機構を制御したり、ホストコンピュータ２５と通
信を行うものであり、読出／書込機６の上位機器用イン
タフェース２１を介して接続されている。
【００６２】読出／書込機６は、電源投入時に、上位機
器である自動改札機１などとの間でも相互認証を行い、
接続のセキュリティ性を確保し、それ以降の自動改札機
などの上位機器におけるアプリケーションに応じた処理
を行うようになっている。
器である自動改札機１などとの間でも相互認証を行い、
接続のセキュリティ性を確保し、それ以降の自動改札機
などの上位機器におけるアプリケーションに応じた処理
を行うようになっている。
【００６３】システムのセキュリティ性を確保するため
に、現在使用されている暗号鍵の使用期間が一定期間に
達したり、あるいは、現在使用されている暗号鍵が解読
された虞れがあるような場合には、例えば、ホストコン
ピュータ２５から上位機器である自動改札機１などを介
して読出／書込機６のＣＰＵ１５に対して、現在使用し
ている暗号鍵を変更するコマンドが与えられ、これによ
って、乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９の暗号鍵が後
述のように書き換えられて変更される。その後、読出／
書込機６は、変更した暗号鍵で乗車カード７との処理を
行うようになっている。
に、現在使用されている暗号鍵の使用期間が一定期間に
達したり、あるいは、現在使用されている暗号鍵が解読
された虞れがあるような場合には、例えば、ホストコン
ピュータ２５から上位機器である自動改札機１などを介
して読出／書込機６のＣＰＵ１５に対して、現在使用し
ている暗号鍵を変更するコマンドが与えられ、これによ
って、乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９の暗号鍵が後
述のように書き換えられて変更される。その後、読出／
書込機６は、変更した暗号鍵で乗車カード７との処理を
行うようになっている。
【００６４】図６は、暗号鍵の使用期間の一例を示す図
であり、この例は、暗号鍵の解読といった事態が生じる
ことなく順調に経過すれば、三カ月毎に暗号鍵を変更す
るものであり、暗号鍵１は、１９９８年１月１日から同
年３月３１日までの三カ月間既に使用され、その後、暗
号鍵２が現在使用中であり、順調に経過すれば、１９９
８年６月３０日まで暗号鍵２が使用される予定であり、
１９９８年７月１日からは暗号鍵３に変更されて暗号鍵
３が使用される予定である。
であり、この例は、暗号鍵の解読といった事態が生じる
ことなく順調に経過すれば、三カ月毎に暗号鍵を変更す
るものであり、暗号鍵１は、１９９８年１月１日から同
年３月３１日までの三カ月間既に使用され、その後、暗
号鍵２が現在使用中であり、順調に経過すれば、１９９
８年６月３０日まで暗号鍵２が使用される予定であり、
１９９８年７月１日からは暗号鍵３に変更されて暗号鍵
３が使用される予定である。
【００６５】次に、読出／書込機６の動作について説明
する。読出／書込機６は、上位機器用インタフェース２
１を通して自動改札機１などの上位機器から受信したコ
マンドを復号し、復号したコマンドをＣＰＵ１５で解析
し、そのコマンドに従った処理を実行する。上位機器か
らのコマンドが、例えば乗車カード７のデータメモリ１
０に記憶されている乗車カード７に関するデータ、例え
ば定期券の有効期間、定期券の乗車区間というデータを
読み出すというコマンドであれば、乗車カード７のデー
タメモリ１０からデータを読み取るリードコマンドを、
乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９から選択した暗号鍵
を用いて暗号回路１８で暗号化させ、変復調回路２２で
変調させたうえでアンテナコイル２３から乗車カード７
に送信する。そして、乗車カード７から前記リードコマ
ンドに対して返送されるレスポンスを受信すると、それ
を変復調回路２２で復調し、暗号回路１８で復号したう
えで乗車カード７のデータを得る。そして、そのデータ
を、暗号回路１８で暗号化してレスポンスとして上位機
器用インタフェース２１から上位機器に送信する。そし
て、上位機器、例えば自動改札機１は、このレスポンス
から乗車カード７が正当であれば開閉ドアを開け、正当
でなければ開閉ドアを開けないように制御する。
する。読出／書込機６は、上位機器用インタフェース２
１を通して自動改札機１などの上位機器から受信したコ
マンドを復号し、復号したコマンドをＣＰＵ１５で解析
し、そのコマンドに従った処理を実行する。上位機器か
らのコマンドが、例えば乗車カード７のデータメモリ１
０に記憶されている乗車カード７に関するデータ、例え
ば定期券の有効期間、定期券の乗車区間というデータを
読み出すというコマンドであれば、乗車カード７のデー
タメモリ１０からデータを読み取るリードコマンドを、
乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９から選択した暗号鍵
を用いて暗号回路１８で暗号化させ、変復調回路２２で
変調させたうえでアンテナコイル２３から乗車カード７
に送信する。そして、乗車カード７から前記リードコマ
ンドに対して返送されるレスポンスを受信すると、それ
を変復調回路２２で復調し、暗号回路１８で復号したう
えで乗車カード７のデータを得る。そして、そのデータ
を、暗号回路１８で暗号化してレスポンスとして上位機
器用インタフェース２１から上位機器に送信する。そし
て、上位機器、例えば自動改札機１は、このレスポンス
から乗車カード７が正当であれば開閉ドアを開け、正当
でなければ開閉ドアを開けないように制御する。
【００６６】ここで、読出／書込機６から乗車カード７
に与えられるコマンドにはポーリング、認証、データの
読み出しと書き込みなどの従来からのコマンドの他に、
乗車カード７の暗号鍵更新コマンド、乗車カード７の暗
号鍵書き換えコマンドがある。また、上位機器である自
動改札装置やカード発行機などからのコマンドには、乗
車カード７との通信コマンド、認証、カード読出／書込
機６に対するデータの読み出しと書き込みなどの従来か
らのコマンドの他に、乗車カード７の暗号鍵更新コマン
ド、乗車カード７の暗号鍵書き換えコマンド、カード読
出／書込機６の暗号鍵書き換えコマンドがある。
に与えられるコマンドにはポーリング、認証、データの
読み出しと書き込みなどの従来からのコマンドの他に、
乗車カード７の暗号鍵更新コマンド、乗車カード７の暗
号鍵書き換えコマンドがある。また、上位機器である自
動改札装置やカード発行機などからのコマンドには、乗
車カード７との通信コマンド、認証、カード読出／書込
機６に対するデータの読み出しと書き込みなどの従来か
らのコマンドの他に、乗車カード７の暗号鍵更新コマン
ド、乗車カード７の暗号鍵書き換えコマンド、カード読
出／書込機６の暗号鍵書き換えコマンドがある。
【００６７】乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９は、図
７で示すように乗車カード７との間で過去に使用してい
た暗号鍵（旧暗号鍵−ｍ，…，旧暗号鍵−１）と現在使
用している暗号鍵（現在の暗号鍵０）とが記憶されてい
る。乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９は、書き込み専
用であり、外部から読み出しできないハードウェア構成
となっていて外部からの不正な暗号鍵の読み出しができ
ないようになっている。このハードウェア構成について
は前述したのでその説明は省略する。この乗車カード用
暗号鍵記憶メモリ１９に記憶されている複数の暗号鍵の
うち、現在使用されている暗号鍵を用いて乗車カード７
処理のための暗号化、復号が行われる。
７で示すように乗車カード７との間で過去に使用してい
た暗号鍵（旧暗号鍵−ｍ，…，旧暗号鍵−１）と現在使
用している暗号鍵（現在の暗号鍵０）とが記憶されてい
る。乗車カード用暗号鍵記憶メモリ１９は、書き込み専
用であり、外部から読み出しできないハードウェア構成
となっていて外部からの不正な暗号鍵の読み出しができ
ないようになっている。このハードウェア構成について
は前述したのでその説明は省略する。この乗車カード用
暗号鍵記憶メモリ１９に記憶されている複数の暗号鍵の
うち、現在使用されている暗号鍵を用いて乗車カード７
処理のための暗号化、復号が行われる。
【００６８】また、上位機器である自動改札機１などか
ら現在使用している暗号鍵を変更すべきコマンドが与え
られると、その変更コマンドに応じて、図７の現暗号鍵
０が、変更すべき暗号鍵に書き換えられ、それまで使用
されていた現暗号鍵０が、旧暗号鍵−１となり、それま
での旧暗号鍵−１が、旧暗号鍵−２となり、以下、順送
りされた内容に書き換えられ、以後は、この書き換えら
れた現暗号鍵０を使用して処理が行われる。なお、最も
旧い暗号鍵は、発行されているすべての乗車カード７で
使用される虞れがなくなった時点で不要となるので、上
書きして消去すればよい。
ら現在使用している暗号鍵を変更すべきコマンドが与え
られると、その変更コマンドに応じて、図７の現暗号鍵
０が、変更すべき暗号鍵に書き換えられ、それまで使用
されていた現暗号鍵０が、旧暗号鍵−１となり、それま
での旧暗号鍵−１が、旧暗号鍵−２となり、以下、順送
りされた内容に書き換えられ、以後は、この書き換えら
れた現暗号鍵０を使用して処理が行われる。なお、最も
旧い暗号鍵は、発行されているすべての乗車カード７で
使用される虞れがなくなった時点で不要となるので、上
書きして消去すればよい。
【００６９】また、この実施の形態では、読出／書込機
６が使用する暗号鍵は、上位機器からの変更コマンドに
よって書き換えられるようにしたけれども、本発明の他
の実施の形態として、読出／書込機６においても、今後
使用する複数の暗号鍵を予め記憶させておき、上位機器
からの更新コマンドによって現在使用する暗号鍵を変更
するように構成してもよい。
６が使用する暗号鍵は、上位機器からの変更コマンドに
よって書き換えられるようにしたけれども、本発明の他
の実施の形態として、読出／書込機６においても、今後
使用する複数の暗号鍵を予め記憶させておき、上位機器
からの更新コマンドによって現在使用する暗号鍵を変更
するように構成してもよい。
【００７０】暗号回路１８は、暗号鍵を用いて平文の暗
号化、暗号文の復号を行い、また、上位機器とか乗車カ
ード７との通信文（コマンド、レスポンス）の暗号化、
復号の他、上位機器と乗車カード７との相互認証におい
ても使用される。乗車カード７は、通常、読出／書込機
６との相互認証の終了後にその他のコマンドを受け付け
るようになっている。
号化、暗号文の復号を行い、また、上位機器とか乗車カ
ード７との通信文（コマンド、レスポンス）の暗号化、
復号の他、上位機器と乗車カード７との相互認証におい
ても使用される。乗車カード７は、通常、読出／書込機
６との相互認証の終了後にその他のコマンドを受け付け
るようになっている。
【００７１】次に、自動改札機１における処理を図８で
示されるフローチャートを参照して説明する。
示されるフローチャートを参照して説明する。
【００７２】乗車カード７が、改札機本体２の読出／書
込機６と通信し得る通信エリア内に無いときは、読出／
書込機６は常に１０ミリ秒程度の一定周期でポーリング
コマンドをアンテナコイル２３から送出している（ステ
ップｎ１）。前記通信エリアに乗車カード７が進入し、
その乗車カード７からポーリングコマンドに対するレス
ポンスが返送されると（ステップｎ２）、読出／書込機
６と乗車カード７との間の相互認証を行う（ステップｎ
３）。この相互認証については図９を用いて後で説明す
る。相互認証がＯＫであれば、乗車カード７のデータの
読み出しと乗車カード７へのデータの書き込みの処理を
行い（ステップｎ４）、最後に読出／書込機６が次の乗
車カード７に対するポーリングに対して、処理済みの乗
車カード７が応答しないように応答禁止の処理をする
（ステップｎ５）。
込機６と通信し得る通信エリア内に無いときは、読出／
書込機６は常に１０ミリ秒程度の一定周期でポーリング
コマンドをアンテナコイル２３から送出している（ステ
ップｎ１）。前記通信エリアに乗車カード７が進入し、
その乗車カード７からポーリングコマンドに対するレス
ポンスが返送されると（ステップｎ２）、読出／書込機
６と乗車カード７との間の相互認証を行う（ステップｎ
３）。この相互認証については図９を用いて後で説明す
る。相互認証がＯＫであれば、乗車カード７のデータの
読み出しと乗車カード７へのデータの書き込みの処理を
行い（ステップｎ４）、最後に読出／書込機６が次の乗
車カード７に対するポーリングに対して、処理済みの乗
車カード７が応答しないように応答禁止の処理をする
（ステップｎ５）。
【００７３】次に図９を参照して前記相互認証について
説明する。
説明する。
【００７４】読出／書込機６から乗車カード７に対しラ
ンダムデータＤｒを送出する（ステップｎ１０）。乗車
カード７は、該乗車カード７で使用している暗号鍵を用
いてそのランダムデータＤを暗号化して暗号化データＤ
ｒ’とし、その暗号化したデータＤｒ’を読出／書込機
６に送信する。読出／書込機６は、そのデータＤｒ’を
受信する一方（ステップｎ１１）、そのランダムデータ
Ｄｒを現在使用している暗号鍵Ｋ（０）を用いて暗号化
して暗号化データＤｒ’（０）を得る（ステップｎ１
２）。そして、読出／書込機６はその暗号化したデータ
Ｄｒ’（０）を乗車カード７から送信されてきた暗号化
データＤｒ’と比較し（ステップｎ１３）、両データＤ
ｒ’（０）とＤｒ’とが一致していれば乗車カード７が
正しい乗車カード７と認証するが、一致しないときは乗
車カード７が不正な乗車カード７であるか、それとも乗
車カード７が使用している暗号鍵が旧い暗号鍵であるか
のいずれかとなる。
ンダムデータＤｒを送出する（ステップｎ１０）。乗車
カード７は、該乗車カード７で使用している暗号鍵を用
いてそのランダムデータＤを暗号化して暗号化データＤ
ｒ’とし、その暗号化したデータＤｒ’を読出／書込機
６に送信する。読出／書込機６は、そのデータＤｒ’を
受信する一方（ステップｎ１１）、そのランダムデータ
Ｄｒを現在使用している暗号鍵Ｋ（０）を用いて暗号化
して暗号化データＤｒ’（０）を得る（ステップｎ１
２）。そして、読出／書込機６はその暗号化したデータ
Ｄｒ’（０）を乗車カード７から送信されてきた暗号化
データＤｒ’と比較し（ステップｎ１３）、両データＤ
ｒ’（０）とＤｒ’とが一致していれば乗車カード７が
正しい乗車カード７と認証するが、一致しないときは乗
車カード７が不正な乗車カード７であるか、それとも乗
車カード７が使用している暗号鍵が旧い暗号鍵であるか
のいずれかとなる。
【００７５】乗車カード７が正しい乗車カードと認証し
た場合、今度は、乗車カード７からランダムデータＤｃ
を受信し（ステップｎ２１）、このランダムデータＤｃ
を現在使用している暗号鍵Ｋ（０）で暗号化し（ステッ
プｎ２２）、暗号化データＤｃ’として、乗車カード７
に送出する（ステップｎ２３）。乗車カード７からこの
送出に対するレスポンスを受信すると（ステップｎ２
４）、受信内容から認証ＯＫの場合は（ステップｎ２
５）、相互認証が完了し（ステップｎ２６）、ＯＫでな
い場合は相互認証ＮＧとする（ステップｎ２７）。
た場合、今度は、乗車カード７からランダムデータＤｃ
を受信し（ステップｎ２１）、このランダムデータＤｃ
を現在使用している暗号鍵Ｋ（０）で暗号化し（ステッ
プｎ２２）、暗号化データＤｃ’として、乗車カード７
に送出する（ステップｎ２３）。乗車カード７からこの
送出に対するレスポンスを受信すると（ステップｎ２
４）、受信内容から認証ＯＫの場合は（ステップｎ２
５）、相互認証が完了し（ステップｎ２６）、ＯＫでな
い場合は相互認証ＮＧとする（ステップｎ２７）。
【００７６】ステップｎ１３において、乗車カード７が
正しい乗車カードと認証しない場合は、読出／書込機６
は、暗号鍵の番号を０に初期化（ｎ＝０）した上で（ス
テップｎ１４）、暗号鍵の番号を過去に使用していた旧
い暗号鍵の番号にし（ｎ＝ｎ＋１）（ステップｎ１
５）、この番号の暗号鍵Ｋ（ｎ）を用いてデータを暗号
化し（ステップｎ１７）、乗車カード７から返送されて
きた暗号文と一致するかを判断する（ステップｎ１
８）。一致と判断できるまで、カード読出／書込機６が
記憶している旧い暗号鍵を順次選択していき（ステップ
ｎ１６）、番号がｎの旧い暗号鍵でＤｒ’＝Ｄｒ’
（ｎ）となって一致した場合ではカード読出／書込機６
は、乗車カード７が使用していた暗号鍵はその番号の旧
い暗号鍵Ｋ（ｎ）と判断し、乗車カード７に対して、現
在使用されている暗号鍵Ｋ（０）に更新するように、す
なわち、暗号鍵記憶メモリ１１のポインタｎの暗号鍵を
使用している乗車カード７に対して、ポインタ０の暗号
鍵に更新するように暗号鍵更新コマンドを送出し（ステ
ップｎ１９）、乗車カード７が使用する暗号鍵をＫ
（０）に更新させてステップｎ２１以降の処理を行って
乗車カード７が正当なものであると認証する。
正しい乗車カードと認証しない場合は、読出／書込機６
は、暗号鍵の番号を０に初期化（ｎ＝０）した上で（ス
テップｎ１４）、暗号鍵の番号を過去に使用していた旧
い暗号鍵の番号にし（ｎ＝ｎ＋１）（ステップｎ１
５）、この番号の暗号鍵Ｋ（ｎ）を用いてデータを暗号
化し（ステップｎ１７）、乗車カード７から返送されて
きた暗号文と一致するかを判断する（ステップｎ１
８）。一致と判断できるまで、カード読出／書込機６が
記憶している旧い暗号鍵を順次選択していき（ステップ
ｎ１６）、番号がｎの旧い暗号鍵でＤｒ’＝Ｄｒ’
（ｎ）となって一致した場合ではカード読出／書込機６
は、乗車カード７が使用していた暗号鍵はその番号の旧
い暗号鍵Ｋ（ｎ）と判断し、乗車カード７に対して、現
在使用されている暗号鍵Ｋ（０）に更新するように、す
なわち、暗号鍵記憶メモリ１１のポインタｎの暗号鍵を
使用している乗車カード７に対して、ポインタ０の暗号
鍵に更新するように暗号鍵更新コマンドを送出し（ステ
ップｎ１９）、乗車カード７が使用する暗号鍵をＫ
（０）に更新させてステップｎ２１以降の処理を行って
乗車カード７が正当なものであると認証する。
【００７７】また、乗車カード７の暗号鍵の更新後、新
しい暗号鍵を用いて再度認証を行うようにしても構わな
い。なお、読出／書込機６が保有する旧い暗号鍵のいず
れの暗号鍵でも暗号文が一致しなかったときには、その
乗車カード７は不正な乗車カード７と判断する（ステッ
プｎ２０）。
しい暗号鍵を用いて再度認証を行うようにしても構わな
い。なお、読出／書込機６が保有する旧い暗号鍵のいず
れの暗号鍵でも暗号文が一致しなかったときには、その
乗車カード７は不正な乗車カード７と判断する（ステッ
プｎ２０）。
【００７８】次に、カード発行機４の読出／書込機６に
よる処理について説明する。
よる処理について説明する。
【００７９】カード発行機４では、図１０で示されてい
るようにポーリング、レスポンス受信、相互認証ＯＫに
ついて図８と同様である。図１０で相互認証が終了する
と、暗号鍵書き換えコマンドを送信し、乗車カード７の
暗号鍵を含むデータの書き換えの処理を行う（ステップ
ｎ４）。その際、乗車カード７の暗号鍵記憶メモリ１１
の複数の暗号鍵を、現在使用する暗号鍵と今後使用する
予定の複数の暗号鍵に書き換える（ステップｎ５）。こ
れによって、乗車カード７は、当初は、現在使用する暗
号鍵を選択して使用し、以後は、更新コマンドによって
使用する暗号鍵を順番に更新する。
るようにポーリング、レスポンス受信、相互認証ＯＫに
ついて図８と同様である。図１０で相互認証が終了する
と、暗号鍵書き換えコマンドを送信し、乗車カード７の
暗号鍵を含むデータの書き換えの処理を行う（ステップ
ｎ４）。その際、乗車カード７の暗号鍵記憶メモリ１１
の複数の暗号鍵を、現在使用する暗号鍵と今後使用する
予定の複数の暗号鍵に書き換える（ステップｎ５）。こ
れによって、乗車カード７は、当初は、現在使用する暗
号鍵を選択して使用し、以後は、更新コマンドによって
使用する暗号鍵を順番に更新する。
【００８０】なお、乗車カードが、使用されたカードを
回収して発行するのではなく、全く、新規に乗車カード
を発行する場合には、相互認証を行うことなく、現在使
用する暗号鍵と今後使用する予定の複数の暗号鍵を書き
込めばよい。
回収して発行するのではなく、全く、新規に乗車カード
を発行する場合には、相互認証を行うことなく、現在使
用する暗号鍵と今後使用する予定の複数の暗号鍵を書き
込めばよい。
【００８１】上述の実施の形態では、自動改札などの駅
務システムに適用したけれども、本発明は、かかるシス
テムに限定されるものではなく、自動料金徴収システム
あるいはその他のシステムにも適用されるものである。
務システムに適用したけれども、本発明は、かかるシス
テムに限定されるものではなく、自動料金徴収システム
あるいはその他のシステムにも適用されるものである。
【００８２】また、上述の実施の形態では、非接触方式
の通信に適用したけれども、本発明は、接触方式の通信
にも適用され得る。
の通信に適用したけれども、本発明は、接触方式の通信
にも適用され得る。
【００８３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば次の効果を
得られる。
得られる。
【００８４】請求項１の本発明の記憶媒体によれば、読
出／書込機との間の暗号処理において、複数の暗号鍵の
いずれかを用いて暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式
のように一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体
のセキュリティ性が損なわれることがなく、また、使用
する暗号鍵も読出／書込機からのコマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムにすべての暗号鍵を
用いる従来例のように、すべての暗号鍵が傍受されて解
読される虞れが低く、セキュリティ性が向上する。
出／書込機との間の暗号処理において、複数の暗号鍵の
いずれかを用いて暗号処理を行うので、共通暗号鍵方式
のように一つの共通暗号鍵が解読されてもシステム全体
のセキュリティ性が損なわれることがなく、また、使用
する暗号鍵も読出／書込機からのコマンドによって必要
に応じて更新されるので、ランダムにすべての暗号鍵を
用いる従来例のように、すべての暗号鍵が傍受されて解
読される虞れが低く、セキュリティ性が向上する。
【００８５】請求項２の本発明の記憶媒体によれば、複
数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出／書込機か
ら書き換えることができるので、記憶されている複数の
暗号鍵が更新によってすべて使用されてしまうまでに、
新たな暗号鍵に書き換えることができ、これによって、
永続的に新しい暗号鍵への更新が可能となり、セキュリ
ティ性を永続的に確保できる。
数の暗号鍵の少なくとも一部の暗号鍵を読出／書込機か
ら書き換えることができるので、記憶されている複数の
暗号鍵が更新によってすべて使用されてしまうまでに、
新たな暗号鍵に書き換えることができ、これによって、
永続的に新しい暗号鍵への更新が可能となり、セキュリ
ティ性を永続的に確保できる。
【００８６】請求項３の本発明の読出／書込機によれ
ば、記憶媒体が使用している暗号鍵が、過去に使用され
た暗号鍵であるか否かを判断し、読出／書込機で過去に
使用されている暗号鍵であるときには、記憶媒体に更新
コマンドを送出して記憶媒体が使用する暗号鍵を更新す
ることができるので、記憶媒体の暗号鍵を、読出／書込
機が現在使用している最新の暗号鍵に一致させることが
できる。したがって、記憶媒体が使用する暗号鍵を変更
するために、記憶媒体を回収して暗号鍵を一斉に変更す
るといった困難な作業を行う必要がなく、記憶媒体が使
用されて読出／書込機との間で通信を行うことにより、
自動的に暗号鍵が変更されることになる。
ば、記憶媒体が使用している暗号鍵が、過去に使用され
た暗号鍵であるか否かを判断し、読出／書込機で過去に
使用されている暗号鍵であるときには、記憶媒体に更新
コマンドを送出して記憶媒体が使用する暗号鍵を更新す
ることができるので、記憶媒体の暗号鍵を、読出／書込
機が現在使用している最新の暗号鍵に一致させることが
できる。したがって、記憶媒体が使用する暗号鍵を変更
するために、記憶媒体を回収して暗号鍵を一斉に変更す
るといった困難な作業を行う必要がなく、記憶媒体が使
用されて読出／書込機との間で通信を行うことにより、
自動的に暗号鍵が変更されることになる。
【００８７】請求項４の本発明の読出／書込機によれ
ば、上位機器からのコマンドによって使用する暗号鍵が
変更されるので、必要に応じて、例えば、定期的あるい
は現在使用している暗号鍵が解読される虞れがあるよう
な時に、上位機器からのコマンドによって使用する暗号
鍵を新しい暗号鍵に変更できることになり、セキュリテ
ィ性を確保でき、さらに、請求項３の作用によって、記
憶媒体が使用する暗号鍵もその変更された暗号鍵に一致
させることができる。
ば、上位機器からのコマンドによって使用する暗号鍵が
変更されるので、必要に応じて、例えば、定期的あるい
は現在使用している暗号鍵が解読される虞れがあるよう
な時に、上位機器からのコマンドによって使用する暗号
鍵を新しい暗号鍵に変更できることになり、セキュリテ
ィ性を確保でき、さらに、請求項３の作用によって、記
憶媒体が使用する暗号鍵もその変更された暗号鍵に一致
させることができる。
【００８８】請求項５の本発明の読出／書込機によれ
ば、記憶媒体が記憶している複数の暗号鍵の少なくとも
一部の暗号鍵を書き換えるので、記憶媒体の暗号鍵が順
次更新されて記憶されている全ての暗号鍵が使用されて
しまうまでに、新たな複数の暗号鍵に書き換えることが
でき、これによって、永続的に新しい暗号鍵への更新が
可能となり、セキュリティ性を永続的に確保できる。
ば、記憶媒体が記憶している複数の暗号鍵の少なくとも
一部の暗号鍵を書き換えるので、記憶媒体の暗号鍵が順
次更新されて記憶されている全ての暗号鍵が使用されて
しまうまでに、新たな複数の暗号鍵に書き換えることが
でき、これによって、永続的に新しい暗号鍵への更新が
可能となり、セキュリティ性を永続的に確保できる。
【００８９】請求項６の本発明のカードシステムによれ
ば、カードと読出／書込機との暗号鍵が一致しなくて
も、カードの暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用した
暗号鍵であれば、カードの暗号鍵が更新されて読出／書
込機の暗号鍵に一致するので、相互認証が可能となる。
しかも、記憶媒体をカードとしているので、自動料金収
集システムなどの各種の用途に好適に実施できることに
なり、請求項１ないし５の作用効果を顕著に奏すること
ができる。
ば、カードと読出／書込機との暗号鍵が一致しなくて
も、カードの暗号鍵が、読出／書込機で過去に使用した
暗号鍵であれば、カードの暗号鍵が更新されて読出／書
込機の暗号鍵に一致するので、相互認証が可能となる。
しかも、記憶媒体をカードとしているので、自動料金収
集システムなどの各種の用途に好適に実施できることに
なり、請求項１ないし５の作用効果を顕著に奏すること
ができる。
【００９０】請求項７の本発明の暗号鍵使用方法によれ
ば、読出／書込機は、記憶媒体からの暗号化データと作
成した暗号化データとを比較することにより、記憶媒体
の暗号鍵が、読出／書込機が使用している暗号鍵に一致
しているか否かを判断し、一致していないときには、記
憶媒体の暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であるか否か
を判断し、過去の暗号鍵であるときには、記憶媒体の暗
号鍵を更新させるので、記憶媒体の暗号鍵と読出／書込
機との暗号鍵を一致させることができる。
ば、読出／書込機は、記憶媒体からの暗号化データと作
成した暗号化データとを比較することにより、記憶媒体
の暗号鍵が、読出／書込機が使用している暗号鍵に一致
しているか否かを判断し、一致していないときには、記
憶媒体の暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であるか否か
を判断し、過去の暗号鍵であるときには、記憶媒体の暗
号鍵を更新させるので、記憶媒体の暗号鍵と読出／書込
機との暗号鍵を一致させることができる。
【００９１】また、記憶媒体および読出／書込機は、複
数の暗号鍵を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみ
を記憶している共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解
読されてもシステム全体のセキュリティ性が損なわれる
ことがなく、また、使用する暗号鍵も読出／書込機から
のコマンドによって必要に応じて更新されるので、ラン
ダムにすべての暗号鍵を用いる従来例のように、すべて
の暗号鍵が傍受されて解読される虞れが低く、さらに、
記憶媒体に記憶されている複数の暗号鍵を一斉に変更す
るといった必要もない。
数の暗号鍵を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみ
を記憶している共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解
読されてもシステム全体のセキュリティ性が損なわれる
ことがなく、また、使用する暗号鍵も読出／書込機から
のコマンドによって必要に応じて更新されるので、ラン
ダムにすべての暗号鍵を用いる従来例のように、すべて
の暗号鍵が傍受されて解読される虞れが低く、さらに、
記憶媒体に記憶されている複数の暗号鍵を一斉に変更す
るといった必要もない。
【００９２】請求項８の本発明の駅務システムによれ
ば、乗車カードと自動改札機の読出／書込機との間の暗
号処理において、乗車カードおよび読出／書込機は、複
数の暗号鍵を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみ
を記憶している共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解
読されてもシステム全体のセキュリティ性が損なわれる
ことがなく、また、使用する暗号鍵も読出／書込機から
のコマンドによって必要に応じて更新されるので、ラン
ダムにすべての暗号鍵を用いる従来例のように、すべて
の暗号鍵が傍受されて解読される虞れが低く、さらに、
乗車カードに記憶されている複数の暗号鍵を一斉に変更
するといった必要もない。
ば、乗車カードと自動改札機の読出／書込機との間の暗
号処理において、乗車カードおよび読出／書込機は、複
数の暗号鍵を記憶しているので、一つの共通暗号鍵のみ
を記憶している共通暗号鍵方式のように共通暗号鍵が解
読されてもシステム全体のセキュリティ性が損なわれる
ことがなく、また、使用する暗号鍵も読出／書込機から
のコマンドによって必要に応じて更新されるので、ラン
ダムにすべての暗号鍵を用いる従来例のように、すべて
の暗号鍵が傍受されて解読される虞れが低く、さらに、
乗車カードに記憶されている複数の暗号鍵を一斉に変更
するといった必要もない。
【００９３】請求項９の本発明の駅務システムによれ
ば、カード発行機は、乗車カードの発行時に、乗車カー
ドに記憶されている複数の暗号鍵を書き換えるので、永
続的に新しい暗号鍵への更新が可能となり、システムの
セキュリティ性を永続的に確保できる。
ば、カード発行機は、乗車カードの発行時に、乗車カー
ドに記憶されている複数の暗号鍵を書き換えるので、永
続的に新しい暗号鍵への更新が可能となり、システムの
セキュリティ性を永続的に確保できる。
【００９４】請求項１０の本発明のカード発行機によれ
ば、回収した乗車カードを用いるのではなく、全く新規
な乗車カードの発行時において、相互認証などを行うこ
となく、現在使用する暗号鍵および将来使用する予定の
複数の暗号鍵を書き込むとともに、現在使用する暗号鍵
を選択するよう設定して乗車カードを発行できる。
ば、回収した乗車カードを用いるのではなく、全く新規
な乗車カードの発行時において、相互認証などを行うこ
となく、現在使用する暗号鍵および将来使用する予定の
複数の暗号鍵を書き込むとともに、現在使用する暗号鍵
を選択するよう設定して乗車カードを発行できる。
【図１】 本発明の実施形態に係るシステムの概略構成
図である。
図である。
【図２】 自動改札機の斜視図である。
【図３】 乗車カードのブロック図である。
【図４】 乗車カードの暗号鍵記憶メモリの記憶内容を
示す図である。
示す図である。
【図５】 読出／書込機のブロック図である。
【図６】 暗号鍵の使用期間を示す図である。
【図７】 読出／書込機の乗車カード用暗号鍵記憶メモ
リの記憶内容を示す図である。
リの記憶内容を示す図である。
【図８】 自動改札機の読出／書込機の動作説明に供す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図９】 相互認証の動作説明に供するフローチャート
である。
である。
【図１０】 カード発行機の読出／書込機の動作説明に
供するフローチャートである。
供するフローチャートである。
１ 自動改札機 ６ 読出／書込機 ７ 乗車カード ８，１５ ＣＰＵ １１ 暗号鍵記憶メモリ １４，２３ アンテナコイル １９ 乗車カード用暗号鍵記憶メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 9/32 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７３Ｃ
Claims (10)
- 【請求項１】 暗号鍵を用いて読出／書込機との間で認
証および通信を行うよう構成された記憶媒体において、 複数の暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵
記憶手段に記憶されている複数の暗号鍵のうちからいず
れかを選択する暗号鍵選択手段と、前記読出／書込機か
ら送出されるコマンドにより前記選択する暗号鍵を更新
する暗号鍵更新手段とを具備したことを特徴とする記憶
媒体。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記暗号鍵記憶手段に記憶されている複数の暗号鍵の少
なくとも一部の暗号鍵を読出／書込機から書き換えるこ
とを特徴とする記憶媒体。 - 【請求項３】 暗号鍵を用いて記憶媒体との間で認証お
よび通信を行うよう構成された読出／書込機において、 複数の暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶手段と、前記暗号鍵
記憶手段に記憶されている複数の暗号鍵のうちからいず
れかを選択する暗号鍵選択手段と、前記記憶媒体からの
レスポンスにより該記憶媒体が現在使用している暗号鍵
が、当該読出／書込機で過去に使用された暗号鍵である
かどうかを知る暗号鍵知得手段と、前記記憶媒体が現在
使用している暗号鍵が過去に使用された暗号鍵のとき
は、前記記憶媒体の暗号鍵を更新するコマンドを送出す
る暗号鍵更新コマンド送出手段とを具備したことを特徴
とする読出／書込機。 - 【請求項４】 請求項３において、 上位機器からのコマンドにより、当該読出／書込機が使
用する暗号鍵を変更する暗号鍵変更手段を具備したこと
を特徴とする読出／書込機。 - 【請求項５】 請求項３において、 前記記憶媒体が記憶している複数の暗号鍵の少なくとも
一部の暗号鍵を書き換えることを特徴とする読出／書込
機。 - 【請求項６】 請求項１または２に記載の記憶媒体をカ
ードとし、該カードと、請求項３ないし５いずれかに記
載の読出／書込機とを有し、カードが現在使用している
暗号鍵が、前記読出／書込機で過去に使用された暗号鍵
のときは、カードの暗号鍵を更新した後、その更新され
た暗号鍵を用いてカードと読出／書込機とが相互認証を
行うことを特徴とするカードシステム。 - 【請求項７】 記憶媒体と読出／書込機それぞれには複
数の暗号鍵を記憶させておき、 読出／書込機は、 記憶媒体から送信されてきた該記憶媒体が使用している
暗号鍵による暗号化データと、読出／書込機が使用して
いる暗号鍵により作成した暗号化データとを比較して記
憶媒体および読出／書込機が使用している暗号鍵が一致
しているか否かを判断し、一致していないときには、記
憶媒体から送信されてきた前記暗号化データと、読出／
書込機で過去に使用した暗号鍵により作成した暗号化デ
ータとを比較して記憶媒体が現在使用している暗号鍵
が、過去に使用した暗号鍵であるか否かを判断し、前記
過去に使用した暗号鍵であるときには、記憶媒体に対し
て、該記憶媒体が使用している暗号鍵を更新させる更新
コマンドを送信し、 記憶媒体は、 前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を更新することを
特徴とする暗号鍵使用方法。 - 【請求項８】 請求項１または２に記載の記憶媒体を乗
車カードとし、該乗車カードと、これに対する読み出し
／書き込みを行う請求項３または４に記載の読出／書込
機を備えた自動改札機とを有し、 読出／書込機は、 乗車カードから送信されてきた該乗車カードが使用して
いる暗号鍵による暗号化データと、読出／書込機が使用
している暗号鍵により作成した暗号化データとを比較し
て乗車カードおよび読出／書込機が使用している暗号鍵
が一致しているか否かを判断し、一致していないときに
は、乗車カードから送信されてきた前記暗号化データ
と、読出／書込機で過去に使用した暗号鍵により作成し
た暗号化データとを比較して乗車カードが使用している
暗号鍵が、過去に使用した暗号鍵であるか否かを判断
し、過去に使用した暗号鍵であるときには、乗車カード
に対して、該乗車カードが使用している暗号鍵を更新さ
せる更新コマンドを送信し、 乗車カードは、 前記更新コマンドに応答して、暗号鍵を更新することを
特徴とする駅務システム。 - 【請求項９】 請求項１または２に記載の記憶媒体を乗
車カードとし、該乗車カードと、これに対する読み出し
／書き込みを行う請求項５に記載の読出／書込機を備え
たカード発行機とを有し、 読出／書込機は、乗車カードの発行時に、該乗車カード
に記憶されている複数の暗号鍵を書き換えることを特徴
とする駅務システム。 - 【請求項１０】 請求項１または２に記載の記憶媒体を
乗車カードとし、該乗車カードの暗号鍵記憶手段に、現
在使用する暗号鍵および将来使用する予定の複数の暗号
鍵を書き込む一方、暗号鍵選択手段で前記現在使用する
暗号鍵を選択するように設定して該乗車カードを発行す
るカード発行機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25801698A JP3553387B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 相互認証システム |
| SG9904420A SG81303A1 (en) | 1998-09-11 | 1999-09-07 | Storage medium, read/write apparatus, card system, encryption key utilization method, station service system, and card issuing apparatus |
| TW88115630A TW527569B (en) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | Storage medium, read/write apparatus, card system, encryption key utilization method, station service system, and card issuing apparatus |
| KR10-1999-0038795A KR100476494B1 (ko) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | 기억매체, 판독/기록장치, 카드 시스템, 암호키 사용방법, 역무 시스템 및 카드 발행기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25801698A JP3553387B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 相互認証システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092040A true JP2000092040A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3553387B2 JP3553387B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=17314367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25801698A Expired - Fee Related JP3553387B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 相互認証システム |
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| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR100476494B1 (ja) |
| SG (1) | SG81303A1 (ja) |
| TW (1) | TW527569B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073872A1 (fr) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Appareil de stockage de donnees |
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| JP2003534617A (ja) | 2000-05-24 | 2003-11-18 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 買い手を身元確認するための装置および方法 |
| JP2005202541A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Hitachi Ltd | 情報処理システム、情報処理装置および情報記憶媒体 |
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| JP7486023B2 (ja) | 2020-08-24 | 2024-05-17 | 大日本印刷株式会社 | セキュアエレメント、鍵追加方法及び鍵追加プログラム |
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-
1998
- 1998-09-11 JP JP25801698A patent/JP3553387B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-07 SG SG9904420A patent/SG81303A1/en unknown
- 1999-09-10 TW TW88115630A patent/TW527569B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-09-10 KR KR10-1999-0038795A patent/KR100476494B1/ko not_active IP Right Cessation
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| JP3553387B2 (ja) | 2004-08-11 |
| KR100476494B1 (ko) | 2005-03-18 |
| SG81303A1 (en) | 2001-06-19 |
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