JP2005100205A - 非接触icタグのデータ暗号化・復号化方法およびシステムおよび非接触icタグ - Google Patents

非接触icタグのデータ暗号化・復号化方法およびシステムおよび非接触icタグ Download PDF

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Abstract

【課題】 非接触ICタグに書込んで記憶させるタグデータの漏洩防止を図った非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法およびシステムおよび非接触ICタグを提供する。
【解決手段】 非接触ICタグには、該非接触ICタグが製造される際に記憶手段に記憶させたユニークなIDを有し、コンピュータ装置には、入力手段と、リーダライタを介して非接触ICタグからIDを読み取る手段と、入力手段で入力されたデータを、前記IDを用いて暗号化する暗号化手段と、前記暗号化したデータを、リーダライタを介して非接触ICタグの記憶手段に書込む手段と、非接触ICタグの記憶手段に記憶させたデータを、リーダライタを介してコンピュータ装置に読み込む手段と、非接触ICタグから読み取ったデータおよびユニークなIDを用いて該データを復号化する復号化手段と、前記復号化手段で復号させたデータを出力する手段と、を備える。
【選択図】 図3

Description

本発明は、非接触ICタグの記憶手段に記憶させたタグデータが、第三者により不正に読み取られることを防止して、タグデータ漏洩に対するセキュリティ対策を図ることができる非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法およびシステムおよび非接触ICタグに関する。
近年、ICチップとアンテナとを備え、外部機器との間で無線通信によりデータの送受信を行なうとともに、データ記憶ができる非接触ICタグが開発され、種々の用途に使用され始めている。(例えば、特許文献1、2参照)
これらの非接触ICタグのICチップには、データを記憶するメモリを有しているが、このメモリに記憶されるタグデータは、専用のリーダライタを使用することで誰でも読み取りを行うことができる。
例えば、非接触ICタグのICチップに、秘密情報や個人情報を書き込んだ場合に、第三者が不正にリーダライタでこれらの情報を不正に読み取ってタグデータを盗んだり、また読み取ったタグデータを他の非接触ICタグのICチップに書込むことで、偽造の非接触ICタグを作成することもできるなどの危険性ある。
また、もしも非接触ICタグのICチップに記憶されたタグデータが第三者により不正に読み取られた場合でも、読み取られたことの証拠が残っていないので、誰が、何時、タグデータを不正に読み取ったのか等を調べることもできずに、知らない間に情報が流出することも考えられ、情報保護のセキュリティ上の問題がある。
このようなことから、第三者が非接触ICタグに記憶されたタグデータの正しい認識をできないようにするために、非接触ICタグに記憶させるタグデータを暗号化させて記憶させる技術も既に提案されている。(例えば、特許文献3参照)
しかしながら、従来の非接触ICタグのデータ暗号化では、データを暗号化するための暗号鍵や、暗号化されたタグデータを復号するための復号鍵を予め用意して、記憶手段にこれらの鍵の情報を記憶させておくなどの必要であると共に、暗号鍵や復号鍵の生成処理や管理を行なわなければならず、簡単にどの非接触ICタグにも適応できず不便があるという問題がある。
今後、非接触ICタグは、様々な用途に利用させる可能性があり、どの非接触ICタグにも簡単に用いることができる汎用性を有するデータの暗号化・復号化の技術が必要であるといえるが、現在のところこれらの要求を満たす技術がないという問題がある。
特開2001−353850号公報 特開2003−85329号公報 特開2003−212349号公報
本発明は、非接触ICタグにデータを書込んで使用する場合に、非接触ICタグに書込んで記憶させるタグデータを第三者が理解できない状態で記憶させ、また必要に応じて読解可能な状態に戻して読み取れるようにして、第三者が不正にタグデータを読み取ったとしても、正確なデータとして認識できないようにしてタグデータの漏洩防止を図った非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法およびシステムおよび非接触ICタグを提供する。
本発明の非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法は、非接触ICタグにデータを暗号化して記憶させ、その記憶させたデータを復号化して読み取る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法であって、前記非接触ICタグが製造される際に該非接触ICタグの記憶手段に記憶させたユニークなIDを、リーダライタで読み取り、コンピュータ装置に入力するステップと、前記コンピュータ装置に、非接触ICタグに書込むデータを入力するステップと、前記コンピュータ装置に入力させた前記データを、前記IDを利用して暗号化するステップと、前記コンピュータ装置で暗号化したデータを、前記コンピュータ装置からリーダライタを介して前記非接触ICタグの記憶手段に書き込み記憶させるステップと、前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させた暗号化したデータを読み取る際に、前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させたユニークなIDをリーダライタで読み取り、コンピュータ装置に入力するステップと、非接触ICタグに暗号化して記憶されているデータを、リーダライタを介して前記コンピュータ装置で読み取るステップと、前記コンピュータ装置で読み取った前記データを、前記IDを利用して復号化するステップと、からなることを特徴とする。
また、本発明の非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムは、非接触ICタグと、リーダライタが接続されたコンピュータ装置とにより、前記非接触ICタグにデータを暗号化して記憶させ、その記憶させたデータを復号化して読み取る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムであって、前記非接触ICタグには、該非接触ICタグが製造される際に記憶手段に記憶させたユニークなIDを有し、前記コンピュータ装置には、データを入力する入力手段と、前記リーダライタを介して前記非接触ICタグからユニークなIDを読み取る手段と、
前記入力手段で入力されたデータを、前記ユニークなIDを用いて暗号化する暗号化手段と、前記暗号化したデータを、前記リーダライタを介して前記非接触ICタグの記憶手段に書込む手段と、前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させたデータを、前記リーダライタを介して前記コンピュータ装置に読み込む手段と、
前記非接触ICタグから読み取ったデータおよびユニークなIDを用いて該データを復号化する復号化手段と、前記復号化手段で復号させたデータを出力する手段と、を備えることを特徴とする。
更に、本発明の非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムは、前記暗号化手段は、前記入力手段で入力されたデータの復数の分割データを、各分割データ毎に前記ユニークなIDとの排他的論理和として変換する機能を有していることを特徴とする。
また、本発明の非接触ICタグは、非接触ICタグが製造される際に入力されたユニークなIDと、前記ユニークなIDを用いて暗号化されたデータとが記憶されていることを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、非接触ICタグが製造される際にその非接触ICタグの記憶手段に記憶させたユニークなIDを利用して、非接触ICタグに書き込まれるデータの暗号化および復号化を行なうことができるので、どの非接触ICタグにでも簡単にデータ漏洩の心配がない状態で、非接触ICタグにデータを記憶させることができるという効果がある。
また、非接触ICタグに記憶されたタグデータが、第三者により不正に読み取られたとしても、タグデータの解読ができないので、非接触ICタグのICチップのメモリに記憶されたタグデータの安全性が確保できると共に、不正に読み取ったタグデータに基づいて偽造の非接触ICタグが作られる心配がないという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムの機器構成を示す図、図2には、本発明に用いる非接触ICタグの一実施例を示す図、図3は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのシステムブロック図、図4は、本発明に用いる非接触ICタグのメモリに記憶させるデータを説明する図、図5は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の暗号化方法を説明する図、図6は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の復号化方法を説明する図、図7は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのデータ書き込み時の処理手順を説明する図、図8は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の暗号化の一実施例を説明する図、図9は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのデータ読み取り時の処理手順を説明する図、図10は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の復号化の一実施例を説明する図、図11は、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の処理手順を示すフローチャートである。
非接触ICタグ3は、図2に示すように、非接触データキャリアやRF−IDともいわれ、プラスチック等の基材31にアンテナとなるコイルパターン33を形成し、当該コイルと容量素子とにより共振回路を形成して一定周波数の電波を受信し送信することができるように構成されている。
また、他の方式として、リーダライタからの搬送波の電磁誘導方式や、電磁結合方式や、静電結合方式などにより電力伝送及びデータ伝送を行うようにしてもよい。
一般的には135kHz(中波)、13.56MHz、2.45GHz(マイクロ波)の周波数帯が使用される。
図示した例の場合、コイルパターン33は、導通部材34により基材31の裏面でジャンピング回路を形成して、コイル接続端子33CによりCPU及びメモリを有するICチップ32の裏面のバンプに接続している。
ICチップ32のメモリとしては、ROM,RAM,EEPROMなどがあり、一般的に非接触ICタグ3が製造される時に、製造工程において、非接触ICタグ3毎に異なるユニークな製造IDが書き換え出来ない状態でROMに書込まれている。
したがって、この製造IDは、読み取りは可能であるが、書き換えが不可能な状態で記憶されているので、製品管理上などにおいて個々の非接触ICタグ3を識別する際に利用できる。
図示した例では、容量素子はICチップ32に内蔵されている。
このような非接触ICタグ3は、樹脂基材にラミネートしたアルミ箔等の金属箔をフォトエッチングやレジスト印刷後のエッチングによりコイルパターン33を形成し、ICチップ32を装着し、保護用の被覆を設けることにより形成することができる。
その大きさも30mm×30mm程度以下のサイズとすることができる。
非接触ICタグ3に使用する樹脂基材31としては、PETやポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン等の各種材料を使用することができ、紙であってもよい。
厚みは15〜300μmが使用できるが、強度、加工作業性、コスト等の点から20〜100μmがより好ましい。
金属箔としては銅箔やアルミ箔あるいは鉄箔を使用できるが、コスト、加工性からアルミ箔が好ましく、その厚みは6〜50μm程度が好ましい。
これらの記録した情報の読み取りは、非接触ICタグ3に対して共振する呼び出し信号を発信し、数cmから数十cmの距離で非接触ICタグからの応答信号を読み、且つ非接触ICタグに記録することができる。
装置としては固定した常設のリーダライタ付きターミナルの他、無線式のハンディー型の通信装置等を使用することができる。
非接触ICタグ3は、例えば、種々の形状からなる2枚の基材片の間に挟み込まれた状態で接着されて、カードなどとして使用されてもよい。
また、非接触ICタグ3を内蔵する仕様として、インジェクションなどで一体化させて内蔵してもよい。
図1に示すように、非接触ICタグ3は、非接触ICタグ用のリーダライタ2(以下、リーダライタという。)が接続されたコンピュータ装置1により、非接触ICタグ3へのデータの書き込みやデータの読み取りが可能なように構成されている。
尚、リーダライタ2は、コンピュータ装置1に内蔵された構成であっても、ケーブルにより接続された構成であってもよい。
図3に示すように、コンピュータ装置1には、リーダライタ2との通信制御を行なうインターフェース(I/F)4、ディスプレイである表示手段5、キーボード等からなる入力手段6、暗号化手段7、記憶手段8、復号化手段9、データ書込制御手段10、データ読取制御手段11、制御手段12などが備えられている。
記憶手段8には、例えば、データ書込用プログラム、データ読取用プログラム、暗号化プログラム、復号化プログラム、制御用プログラム、などの種々のプログラムが登録されている。
図4には、非接触ICタグ3のICチップのメモリ13に記憶されたタグデータの一例が示されている。
ICチップのメモリ13のシステム領域13aには、非接触ICタグ3の製造時に予め製造IDが書き込み不可能な状態で登録され、またICチップのメモリのユーザ領域13bには、非接触ICタグ3の利用者が自由に書き込んで使用できる記憶領域が設けられている。
本発明において、ICチップのメモリのユーザ領域13bに種々のデータを書き込む場合には、利用者がコンピュータ装置1の入力手段6から入力データを入力し、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップへデータの書き込みを行なうが、そのままの状態でデータをICチップへ書き込むことをしない。
本発明では、図5に示すように、入力データ14の他にリーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造ID15を読み取り、暗号化手段7により、入力データ14を、製造ID15を用いて暗号化アルゴリズム16で暗号化を行ない、暗号化されたタグデータ17としてリーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに書き込む処理を行なう。
また、非接触ICタグ3のICチップに記憶された暗号化されたタグデータ17を読み出す場合には、図6に示すように、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造ID15を読み取り、復号化手段9により、記憶されているタグデータを、製造IDを用いて復号化アルゴリズム18で復号し、理解できる状態にタグデータを直してコンピュータ装置1の表示手段5に表示するなどすることで、たとえ非接触ICタグ3のICチップに記憶されたタグデータをそのままのタグデータとして読み取っても理解できない状態にしてある。
次に、図7および図8に基いて、非接触ICタグ3のICチップにデータの書き込みを行なう場合の暗号化の処理について詳細に説明する。
ここでは、コンピュータ装置1の入力手段6からの入力データを「0123456789ABCBDF」とし、また製造ID15を「23AD」とした場合を一例として具体的に説明する。
まず、利用者が、入力データ14をコンピュータ装置1の入力手段6から入力すると共に、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造ID15を読み取る。
そして、コンピュータ装置1の暗号化手段7では、図8に示すように、入力データ「0123456789ABCBDF」を暗号化アルゴリズムの処理により、製造ID15のバイト数ごとに4バイトづつに、「0123」、「4567」、「89AB」、「CBDF」、に分割した後に、分割された各バイト列を製造ID15「23AD」との排他的論理和をとった解に変換される。
ここでは、排他的論理和をとった解は、それぞれ「228E」、「66CA」、「AA06」、「EE42」、となり、そして、すべての解を1つにまとめた「228E66CAAA06EE42」が暗号化されたデータとなる。
そして、この暗号化されたデータである「228E66CAAA06EE42」を、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに書き込まれ、メモリのユーザ領域にタグデータとして記憶される。
次に、図9および図10に基いて、非接触ICタグ3のICチップのメモリに記憶されているタグデータの読み取りを行なう場合の復号化の処理について詳細に説明する。
まず、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに記憶されている暗号化されているタグデータ17と製造ID15とを読み取る。
そして、コンピュータ装置1の復号化手段9では、図10に示すように、暗号化されているタグデータ17である「228E66CAAA06EE42」を、復号化アルゴリズムの処理により4バイトづつに、「228E」、「66CA」、「AA06」、「EE42」、に分割した後に、分割された各バイト列を製造ID15「23AD」との排他的論理和をとった解に変換される。
ここでは、排他的論理和をとった解は、それぞれ「0123」、「4567」、「89AB」、「CDEF」、となり、そして、すべての解を1つにまとめた「0123456789ABCBDF」が復号化されたデータとなる。
そして、この復号化されたデータである「0123456789ABCBDF」を、コンピュータ装置1の表示手段5で表示することで、利用者が非接触ICタグ3のICチップのメモリに記憶されているタグデータの確認を行なうことができるようにしてある。
上記の例では、排他的論理和を用いて暗号化アルゴリズムおよび復号化アルゴリズムの処理を行なっているが、非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造ID15を使用して、入力データを暗号化し、また製造ID15を使用して、タグデータを復号化する方法やシステムであれば他の暗号化及び復号化の方式を採用してもよいものである。
例えば、他の暗号化として、暗号化アルゴリズムにDESを用いたDESアルゴリズムを用いる方法がある。
このDESアルゴリズムを用いる場合には、まず製造IDを基にして共通鍵を生成し、この共通鍵を利用して平文の入力データを暗号化することで、非接触ICタグ3のICチップに記憶されるタグデータが暗号化された状態として記憶されるようにするものである。
暗号化アルゴリズムは、複数種類あるので、たとえ非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造IDが第三者によって、不正に読み取られたとしても、どのような暗号化アルゴリズムを用いているのかが、わからないようにしてあるので、非接触ICタグ3に暗号化されて記憶されているタグデータを解読することはできない。
次に、本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の処理手順を、図11のフローチャートに基いて説明する。
まず、非接触ICタグ3にデータを書き込む場合の処理手順について説明する。
利用者が、コンピュータ装置1の入力手段6からデータの入力を行なう。(ステップS1)
次に、コンピュータ装置1は、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに記憶されている製造ID15を読み取る。(ステップS2)
そして、コンピュータ装置1の暗号化手段7により入力データを、製造ID15を用いて暗号化する。(ステップS3)
更に、暗号化されたデータを、リーダライタ2を介して非接触ICタグ3のICチップに書き込み、メモリのユーザ領域に記憶させる。(ステップS4)
次に、非接触ICタグ3のICチップのメモリに記憶されている暗号化されたタグデータを読み取る手順について説明する。
リーダライタ2により、非接触ICタグ3のICチップに記憶されているタグデータと製造ID15とを読み取る。(ステップS5)
コンピュータ装置1は、復号化手段9によりタグデータを、製造ID15を用いて復号化する。(ステップS6)
そして、復号化したデータをコンピュータ装置1の表示手段5に表示させる。(ステップS7)
以上の処理により、非接触ICタグ3のICチップのメモリに記憶されているタグデータが、たとえ第三者に不正に読み取られたとしても、理解不能なデータであるので正確なデータを盗むことができない。
本発明は、非接触によりデータの書き込み及び読み取りを行なことができる非接触ICタグを用いた種々の媒体及びシステムに適応できる。
本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムの機器構成を示す図である。 本発明に用いる非接触ICタグの一実施例を示す図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのシステムブロック図である。 本発明に用いる非接触ICタグのメモリに記憶させるデータを説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の暗号化方法を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の復号化方法を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのデータ書き込み時の処理手順を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の暗号化の一実施例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化システムのデータ読み取り時の処理手順を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の復号化の一実施例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る非接触ICタグのデータ暗号化・復号化方法の処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 コンピュータ装置
2 非接触ICタグ用のリーダライタ
3 非接触ICタグ
4 インターフェース
5 表示手段
6 入力手段
7 暗号化手段
8 記憶手段
9 復号化手段
10 データ書込制御手段
11 データ読取制御手段
12 制御手段
13 ICチップのメモリ
13a ICチップのメモリのシステム領域
13b ICチップのメモリのユーザ領域
14 入力データ
15 製造ID
16 暗号化アルゴリズム
17 タグデータ
18 復号化アルゴリズム
31 基材
32 ICチップ
33 コイルパターン
33C コイル接続端子
34 導通部材

Claims (4)

  1. 非接触ICタグにデータを暗号化して記憶させ、その記憶させたデータを複号化して読み取る非接触ICタグのデータ暗号化・複号化方法であって、
    前記非接触ICタグが製造される際に該非接触ICタグの記憶手段に記憶させたユニークなIDを、リーダライタで読み取り、コンピュータ装置に入力するステップと、
    前記コンピュータ装置に、非接触ICタグに書込むデータを入力するステップと、
    前記コンピュータ装置に入力させた前記データを、前記IDを利用して暗号化するステップと、
    前記コンピュータ装置で暗号化したデータを、前記コンピュータ装置からリーダライタを介して前記非接触ICタグの記憶手段に書き込み記憶させるステップと、
    前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させた暗号化したデータを読み取る際に、前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させたユニークなIDをリーダライタで読み取り、コンピュータ装置に入力するステップと、
    非接触ICタグに暗号化して記憶されているデータを、リーダライタを介して
    前記コンピュータ装置で読み取るステップと、
    前記コンピュータ装置で読み取った前記データを、前記IDを利用して複号化するステップと、
    からなることを特徴とする非接触ICタグのデータ暗号化・複号化方法。
  2. 非接触ICタグと、リーダライタが接続されたコンピュータ装置とにより、前記非接触ICタグにデータを暗号化して記憶させ、その記憶させたデータを複号化して読み取る非接触ICタグのデータ暗号化・複号化システムであって、
    前記非接触ICタグには、該非接触ICタグが製造される際に記憶手段に記憶させたユニークなIDを有し、
    前記コンピュータ装置には、データを入力する入力手段と、
    前記リーダライタを介して前記非接触ICタグからユニークなIDを読み取る手段と、
    前記入力手段で入力されたデータを、前記ユニークなIDを用いて暗号化する暗号化手段と、
    前記暗号化したデータを、前記リーダライタを介して前記非接触ICタグの記憶手段に書込む手段と、
    前記非接触ICタグの記憶手段に記憶させたデータを、前記リーダライタを介して前記コンピュータ装置に読み込む手段と、
    前記非接触ICタグから読み取ったデータおよびユニークなIDを用いて該データを複号化する複号化手段と、
    前記複号化手段で複号させたデータを出力する手段と、
    を備えることを特徴とする非接触ICタグのデータ暗号化・複号化システム。
  3. 前記暗号化手段は、前記入力手段で入力されたデータの複数の分割データを、各分割データ毎に前記ユニークなIDとの排他的論理和として変換する機能を有していることを特徴とする請求項2記載の非接触ICタグのデータ暗号化・複号化システム。
  4. 非接触ICタグが製造される際に入力されたユニークなIDと、前記ユニークなIDを用いて暗号化されたデータとが記憶されていることを特徴とする非接触ICタグ。

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