JP2006172271A - マルチアプリケーションicカード及びicカード用プログラム - Google Patents

マルチアプリケーションicカード及びicカード用プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 起動させた複数のアプリケーションを切替えて使用する際、SELCTコマンドを送信することなく切替えができ、かつ、アプリケーションがRAMに記憶したデータが消去されることのないマルチアプリケーションICカードを提供する。
【解決手段】 ICカード10に送信されたコマンドは、コマンド解析部110で解析され、コマンドを処理するアプリケーション120が特定された後、コマンド記憶部111に記憶される。アプリケーション切替え部130は、時間計測手段131を用いて時間を計測し、計測した時間に受信したコマンドの処理を、アプリケーションを切替えることで、コマンド解析部110が特定したアプリケーション120に処理させる。なお、アプリケーション120を切替える際は、実行中のアプリケーションが使用していたデータはRAMに退避・復帰される。
【選択図】 図3

Description

本発明は、複数のアプリケーションを一枚のICカードに実装できるマルチアプリケーションICカードおよびICカード用プログラムに関し、更に詳しくは、複数のアプリケーションを起動しアプリケーションを切替えて使用するマルチアプリケーションICカードおよびICカード用プログラムに関する。
従来、ICカードは、一つのアプリケーションを一枚のICカードに実装し、単一の機能のみを果たすものが多かったが、ICカード用チップの高機能化を受けて、複数のアプリケーションを一枚のICカードに実装できるマルチアプリケーションICカードが主流になりつつある。
マルチアプリケーションICカードとは、ICカード発行会社やICカードの所有者が、一枚のICカードに複数のアプリケーションを追加・削除できるICカードで、ICカードの基本処理を行うマルチアプリケーションオペレーティングシステム(以下OS;Operating System)をROM(Read Only Memory)に格納し、アプリケーションを書換え可能なメモリ(例えば、EEPROM;Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)に格納する。
複数のアプリケーションを一枚のマルチアプリケーションICカードに実装した場合、当然のことながら、一枚のマルチアプリケーションICカードに実装された複数のアプリケーションを起動させ、起動させた複数のアプリケーションを切り替えて使用するケースが生じる。例えば、一枚のマルチアプリケーションICカードにクレジットアプリケーションとポイントアプリケーションを実装し、クレジットアプリケーションの処理を行いながら、ポイントアプリケーションを処理するケースである。
本出願人は、マルチアプリケーションICカードにおいて、複数のアプリケーションを切り替えて使用する際に、それぞれのアプリケーションが有するセキュリティステータスを退避・復帰させることで、アプリケーションを切り替えた場合でもアプリケーションを最初から処理することがなく、上位システム側からすると、処理速度を向上させることのできるマルチアプリケーションICカード及びその処理方法を、既に特許文献1において開示している。
特開2001−307043号公報
しかしながら、特許文献1の技術を適用したマルチアプリケーションICカードであっても、複数のアプリケーションを起動させ、アプリケーションを切り替えて使用するときは、切替える前のアプリケーションが使用し、揮発性メモリ(例えば、RAM;Random Access Memory)に記憶・保持していたセキュリティステータスを除くデータは消去されてしまう場合がある。また、アプリケーションを切替える際は、「SELCTコマンド」と呼ばれるコマンドをリーダライタからICカードに送信することが必ず必要であり、システム全体として処理時間がかかってしまう。
そこで、本発明は、複数のアプリケーションを起動させ、アプリケーションを切り替えて使用するときにおいても、切替える前のアプリケーションが使用し、RAMに記憶されているデータ(セキュリティステータスを含む)が消去されてしまうことがなく、また、アプリケーションを切替える際は、「SELCTコマンド」と呼ばれるコマンドをリーダライタからICカードに送信するが不必要なマルチアプリケーションICカードおよびICカード用プログラムを提供することを目的とする。
上述の課題を解決する第1の発明は、複数のアプリケーションを起動させた状態で動作するマルチアプリケーションICカードであって、前記マルチアプリケーションICカードは、外部装置から送信されたコマンドを解析し、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを特定するコマンド解析部と、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを切替え、前記コマンド解析部が特定した前記アプリケーションに前記コマンドの処理を委託する動作を一定時間間隔で行うアプリケーション切替え部と、を備えていることを特徴とするマルチアプリケーションICカードである。
第1の発明において、前記コマンドの構造はISO7816規格で定められたコマンドAPDUである場合は、前記コマンド解析部は前記コマンドAPDUのCLAバイトを解析することで、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを特定することができる。
第1の発明において、更に好ましい形態は、前記マルチアプリケーションICカードは揮発性メモリを備え、前記揮発性メモリには、実行中の前記アプリケーションが使用するワーク領域と、前記ワーク領域のデータを退避させるための領域である退避領域が配置され、前記アプリケーション切替え部は、前記アプリケーションを切替える際は、少なくとも切替える前の前記アプリケーションが使用していた前記ワーク領域のデータを前記退避領域に退避させ、少なくとも切り替え後の前記アプリケーションの前記退避領域のデータを前記ワーク領域に復帰させる動作を行うことを特徴とするマルチアプリケーションICカードである。
更に、第2の発明は、第1の発明に記載の前記コマンド解析部もしくは前記アプリケーション切替え部として、マルチアプリケーション型ICカードに実装されたICチップを機能させるためのプログラムである。
上述した第1の本発明によれば、複数のアプリケーションを起動させ、アプリケーションを切り替えて使用するときにおいても、外部装置から送信されたコマンドを処理するアプリケーションは前記コマンド解析部で特定され、前記アプリケーションの切替えは前記アプリケーション切替え部で自動的に行われるため、アプリケーションを切替える際に、「SELCTコマンド」と呼ばれるコマンドをリーダライタからICカードに送信する必要はなくなる。
更に、第1の発明の好ましい形態によれば、切替える前のアプリケーションが使用し前記ワーク領域に記憶されたデータは前記退避領域に退避されるため、前記アプリケーションを切替えても、切替える前のアプリケーションが使用し、揮発性メモリに記憶していたデータが消えることはない。
更に、第2の発明のプログラムをマルチアプリケーションICカードに実装することで、第1の発明のマルチアプリケーションICカードを提供できる。
本発明を適用したマルチアプリケーションICカード(以下、単にICカードと略す)について、図を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明を適用したICカード10を説明する図である。図1(a)はICカード10の斜視図である。図1(a)で示したように、ICカード10はキャッシュカードやクレジットカードと同じ大きさのプラスチック製カードにICモジュールがエンベットされた接触型ICカードで、ICカードには複数のアプリケーションを追加・削除できるマルチアプリケーションOSが実装されている。
図1(b)はICカード10にエンベットされるICモジュール20を説明する図である。ICモジュール20はカード表面端子21と樹脂でモールドされたICチップ30を備え、カード表面端子21と外部装置とが電気的に接触することで、外部装置であるリーダライタとICチップ30間で電力供給やコマンド・レスポンスメッセージのデータ通信を行う。
図2は、ICモジュール20に内蔵されるICチップ30のハードウェア構造図である。図2に示したように、ICチップ30には、中央演算装置31(Central Processing Unit、以下CPUと記す)、読み出し専用メモリ32(Read Only Memory、以下ROMと記す)、書換え可能なメモリとしてEEPROM34(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略)、揮発性メモリとしてランダムアクセスメモリ33(Random Access Memory、以下RAMと記す)およびリーダライタとカード表面端子21を介してデータ通信するためのI/O回路35、指定された時間を計測するタイマー回路36が少なくとも備なえられている。
なお、本発明は、ICチップ30の仕様を限定するものではなく、用途に適した仕様のICチップ30を選択することができる。例えばROM32およびEEPROM34の容量について限定はしないし、書換え可能なメモリは強誘電体メモリまたはフラッシュメモリ等のEEPROM以外のメモリであっても構わない。またICチップ30は暗号演算回路やコプロセッサ回路等の図示していない他のデバイスを備えていても構わない。
加えて、本実施の形態においてはICカード10を接触型ICカードとしているが、ICカード10はアンテナコイルを内蔵し非接触で外部装置とデータ通信する非接触型ICカード、または接触によるデータ通信と非接触によるデータ通信の2つの通信機能を兼ね備えたデュアルインターフェース型ICカードであってもよく、ICカード10の形状はSIM(Subscriber Identity Module)形状であってもよい。
図3は、図1のICカード10の機能ブロック図である。図1のICカード10は、複数のアプリケーション120(ここでは、アプリケーションA、Bの2つ)と、アプリケーション120を選択し実行させる選択コマンド(例えば、ISO7816規格のSELECTコマンド)を含み、マルチアプリケーションOSに備えられたコマンドの集合であるシステムコマンド121と、アプリケーション120を切替えて実行させる機能を備えたアプリケーション切替え部130と、I/O回路35を操作して、ICカード10とリーダライタ40間でコマンド・レスポンスメッセージのデータ通信する機能を備えた伝送制御部100と、伝送制御部100がリーダライタ40から受信したコマンドを解析し、バッファであるコマンド記憶部111に格納する機能を備えたコマンド解析部110と、を備えている。
図3に記載している各要素は、CPU31に一連の処理を実行させるために設計されたプログラムで、ICチップ30に備えられた各デバイスを制御することで、それぞれの要素が有する機能を実現する。なお、コマンド記憶部111とは、ICチップ30に備えられた書き換え可能なメモリの領域に設けられたバッファで、本実施の形態においてはRAM33の一部の領域をコマンド記憶部111として使用する。
図4は、図3の各要素が使用するRAM33の領域を説明する図である。RAM33には、伝送制御部100が使用する伝送制御部領域330と、コマンド解析部110が使用するコマンド解析部領域331と、アプリケーション切替え部130が使用するアプリケーション切替え部332領域と、実行中のアプリケーション120が使用するワーク領域333と、アプリケーション切替え部130がアプリケーション120を切替える際に、ワーク領域333のデータを退避させる退避領域334とを含んでいる。
図3において、アプリケーション120とはある用途のために設計されたプログラムであり、EEPROM34には利用者が必要とする複数のアプリケーション120(図3では、アプリケーションA、Bの2つ)がロードされる。リーダライタ40からシステムコマンド121に含まれる選択コマンドが送信されると、送信された選択コマンドで特定されるアプリケーション120が起動し、アプリケーション120はリーダライタ40から送信されるアプリケーション120のコマンドを処理する。
システムコマンド121とは、EEPROM34に実装されるアプリケーション120に依存しないコマンドで、マルチアプリケーションOSに備えられているコマンドである。システムコマンド121には、アプリケーション120を選択・起動させる選択コマンドが含まれる。
伝送制御部100とは、定められた通信プロトコル(例えば、ISO7816規格で定められたT1プロトコル)で、コマンドの受信およびレスポンスメッセージの送信を行う機能を有したプログラムで、伝送制御部100はマルチアプリケーションOSに備えられている。伝送制御部100はコマンドを受信すると、通信プロトコルを解析し、受信したコマンドに誤りがなければ、通信プロトコルに関すデータを削除し、コマンドをRAM33の伝送制御部領域330の所定アドレスに記憶する。また、レスポンスメッセージを送信するときは、RAM33の伝送制御部領域330の所定アドレスに記憶されたレスポンスメッセージに通信プロトコルのデータを付加して送信する。
コマンド解析部110とは、伝送制御部100が受信したコマンドを解析し、アプリケーション120で実行されるコマンドをコマンド記憶部111に格納する機能を有したプログラムで、コマンド解析部110はマルチアプリケーションOSに備えられている。コマンド解析部110は、伝送制御部100が受信したコマンドを受取ると、このコマンドがシステムコマンド121のコマンドであるか確認し、システムコマンド121のコマンドであれば、システムコマンド121に処理を委託する。
伝送制御部100からコマンド解析部110に受け渡されたコマンドが、システムコマンド121の選択コマンドである場合は、コマンド解析部110は以下に述べる特別な処理を行う。まず、コマンド解析部110は選択コマンドに含まれアプリケーション120を特定するデータ(ここでは、AID;Application Identification)に論理番号を付加し、コマンド解析部110はAIDと論理番号をRAM33のコマンド解析部領域331に記憶する保存する。
図5は、コマンド解析部110がRAM33に保持するAIDと論理番号を説明するための図である。論理番号の初期値は「0」で、選択コマンドを受信し、未選択であるアプリケーション120を選択するごとに論理番号は「+1」だけインクリメントされる。図5は、アプリケーションAを選択した後にアプリケーションBを選択したときに、コマンド解析部110が保持するAIDと論理番号とを示している。図5に示したように、コマンド解析部110はアプリケーションAに対しては論理番号として「00h」(h:16進表記)を、アプリケーションBに対しては論理番号として「01h」を付加している。
そして、コマンド解析部110はAIDと論理番号をRAM33に格納した後、システムコマンド121を呼び出し選択コマンドを実行する。また、選択コマンドが実行される際は、コマンド解析部110がアプリケーション120に付加した論理番号は、選択コマンドを処理するときにアプリケーション120に伝達され、選択されたアプリケーション120は伝達された論理番号をRAM33のワーク領域333に記憶・保持する。
伝送制御部100から受け渡されたコマンドがシステムコマンド121に含まれていない場合、コマンド解析部110は、コマンドに含まれるコマンドヘッダ(例えば、ISO7816規格に記載されたCLAバイト)や、コマンドと共に送信されたアプリケーション120を識別するデータ(例えば、ISO7816に記載されたAID;Application Identification)などを解析して、コマンドを処理するアプリケーション120を特定し、特定したアプリケーション120の論理番号を付加し、コマンドをコマンド記憶部111に記憶する。
コマンド解析部110がコマンドを解析する一例を、図6を参照して説明する。図6は、ISO7816規格で定められたコマンドAPDUを示した図である。コマンドAPDU50において、最初の2バイト(CLAバイト51、INSバイト52)はコマンドを識別するデータとして用いられ、例えば、この規格ではCLAバイト51の8ビット目で、コマンドAPDUで示されるコマンドがISO7816規格に準拠しているか否かを示すビットとして使用される。
このCLAバイト51を利用して、コマンド解析部110はリーダライタ40から受信したコマンドを処理するアプリケーション120を特定できる。例えば、図3において、アプリケーションAがISO7816規格に準拠したコマンドを使用するアプリケーションで、アプリケーションBがISO7816規格に非準拠のコマンドを使用するアプリケーションであるとすると、コマンド解析部110は上述したCLAバイト51の8ビット目を参照することで、送信されたコマンドAPDU50を処理するアプリケーション120が、アプリケーションAであるかアプリケーションBであるかを特定できる。
図3において、アプリケーション切替え部130とは、マルチアプリケーションOSとアプリケーション120の間に位置しミドルウェア的な働きをするプログラムで、リーダライタ40から受信したコマンドの処理を委託するアプリケーション120を切替える機能を有し、この機能はマルチアプリケーションOSに備えられている。
アプリケーション切替え部130は、アプリケーション120にコマンド処理を委託するタイミングとなる時間を計測する時間計測手段131を備えている。時間計測手段131とは、アプリケーション切替え部130からの指示に従い時間を計測する手段で、本実施の形態においてはタイマー回路36で実現される。
アプリケーション切替え部130は、時間計測手段131に計測する時間に対応するカウンタ値をセットし、時間計測手段131を起動させる。時間計測手段131がセットされたカウンタ値をカウントすると、時間計測手段131は信号(ここでは、タイマー割込み信号)が発生し、タイマー割込み信号が発生した情報はアプリケーション切替え部130に伝達される。
アプリケーション切替え部130が実行すると、アプリケーション切替え部130は時間計測手段131を動作させて一定時間の計測を開始した後、伝送制御部100を呼び出してリーダライタ40からのコマンド受信待ちとする。そして、一定時間が経過した後、コマンド記憶部111に記憶されたコマンドを確認し、コマンドが記憶されている場合は、記憶されているコマンドの処理を委託するアプリケーション120を切り替えながら、受信したコマンドに対応するアプリケーション120に処理を委託する。
アプリケーション切替え部130がアプリケーション120を切替える動作について説明する。図7は、図3で示したアプリケーションA、Bをアプリケーション切替え部130が切替える動作の手順を示したフロー図で、既にアプリケーションAが選択済みであるとする。
アプリケーション切替え部130がアプリケーションAからアプリケーションBに切替えるときは(ステップS10)、実行中であるアプリケーションAを再開させるために必要なデータであるプログラム実行データ(例えば、CPUのレジスタデータ等)とワーク領域333を含むデータを退避領域334に退避させる(ステップS11)。そして、アプリケーションAのデータを退避した後に、退避領域334に退避してあるアプリケーションBのデータを所定のアドレスに復帰させ(ステップS12)、アプリケーションBの処理を再開させる(ステップS13)。そして、アプリケーションBからアプリケーションAに処理を切替える際は(ステップS14)、アプリケーションBのデータを退避領域334に退避し(ステップS15)、退避領域334に退避してあるアプリケーションAのデータを所定のアドレスに復帰させ(ステップS16)、アプリケーションAの処理を再開させる(ステップS17)。上述した手順を繰り返すことで、アプリケーション切替え部130はコマンドを処理するアプリケーション120を切替える。
上述した手順でアプリケーション切替え部130がアプリケーション120を切替えると、アプリケーション120は、コマンド記憶部111に記憶されている論理番号とアプリケーション120が保持している論理番号が一致することを確認する。論理番号が一致していれば、アプリケーション120はコマンドの処理を行う。論理番号が一致していなければ、アプリケーション120はアプリケーション切替え部130に処理を戻し、アプリケーション切替え部130はアプリケーション120を切替えて、次のアプリケーション120にコマンド記憶部111に記憶されているコマンドの処理を委託する。
ここから、図1のICカード10の動作手順を説明する。図8はICカード10の一連の動作を示したフロー図で、図9は時間計測手段131のタイマー割込み信号が発生したときのフロー図である。
図8を参照しながら、図1のICカード10の動作について詳細に説明する。最初のステップは、複数のアプリケーション120が起動するステップS20である。ICカード10の伝送制御部100が選択コマンドを受信するごとに、システムコマンド121の選択コマンドが実行され、マルチアプリケーションOSから選択コマンドで示されるアプリケーション120に処理が移行し、アプリケーション120は起動する。アプリケーション120が起動すると、アプリケーション120の初期化処理を実行した後、アプリケーション120はコマンドを受け付ける状態で処理を停止し、マルチアプリケーションOSに備えられたアプリケーション切替え部130が実行する。
次のステップは、アプリケーション切替え部130が時間計測手段131に計測する時間をセットし、時間計測手段131を起動させるステップS21である。本実施の形態においては、アプリケーション切替え部130はタイマー回路36に計測する時間に相当するカウンタ値をセットし、タイマー回路36を起動させる。
次のステップは、ICカード10をリーダライタからコマンドを受信するモードに設定するステップS22である。アプリケーション切替え部130は時間計測手段131を起動させると伝送制御部100を呼び出し、伝送制御部100はI/O回路を操作するなどして、ICカード10はコマンドを受信するモードにセットされる。
ステップS21で起動した時間計測手段131のタイマー割込みが発生するまで、ICカード10はコマンドを受信するモードに留まり、タイマー割込みが発生すると、J2の処理に移行する。なお、ステップS22のコマンドを受信するモードにおいて、伝送制御部100がアプリケーション120のコマンドを受信すると、受信したコマンドは上述したようにコマンド記憶部111に格納される。
図9は、図8においてタイマー割込み信号が発生したときの動作を示したフロー図である。時間計測手段111のタイマー割込み信号が発生すると、コマンドを受診するモードが解除され、処理はアプリケーション切替え部130に移行する(ステップS30)。
アプリケーション切替え部130は、コマンドを受診するモード中に受診したコマンドがコマンド記憶部111に記憶されているか確認する(ステップS31)。コマンドが記憶されている場合はステップS32に進み、コマンドが記憶されていない場合は、図8のJ1に進む。
コマンドがコマンド記憶部111に記憶されている場合は、実行処理部はコマンドの受付け待ち状態で停止しているアプリケーション120を再開させ、再開させたアプリケーション120は、記憶されたコマンドが処理できるか確認する(ステップS32)。コマンドが処理できない場合はステップS34に進み、コマンドが処理できる場合はステップS35に進む(ステップS33)。
ステップS33においてコマンド処理ができない場合のステップS34においては、上述したアプリケーション切替え部130は上述した動作でアプリケーション120を切替えて、スステップS32の戻る。そして、前述の手順を繰り返しても、どのアプリケーション120でもコマンド記憶部111に記憶されたコマンドが処理できない場合は、アプリケーション切替え部130はICカード10をミュートさせ、すべてのコマンド受信を停止させる(ステップS36)。
ステップS33においてコマンド処理ができる場合のステップS35においては、アプリケーション120はコマンド記憶部131に記憶されたコマンドを処理し、レスポンスをRAM33に格納した後、伝送制御部100を呼び出しレスポンスは送信される。レスポンスを送信した後はJ1に戻り、次のコマンドを受診するモードに設定される。
マルチアプリケーションICカードの斜視図。 ICチップの構造を示した図。 マルチアプリケーションICカードのブロック図。 RAMの使用状態を説明する図。 RAMに記憶される論理番号とAIDを説明する図。 コマンドAPDUを説明する図。 アプリケーションの切替え動作フロー図。 マルチアプリケーションICカードの動作フロー図。 タイマー割込みが発生したときの動作フロー図。
符号の説明
10 マルチアプリケーションICカード
100 伝送制御部
110 コマンド解析部
111 コマンド記憶部
120 アプリケーション
121 システムコマンド
130 アプリケーション切替え部
131 時間計測手段
30 ICチップ
33 RAM
36 タイマー回路
40 リーダライタ

Claims (4)

  1. 複数のアプリケーションを起動させた状態で動作するマルチアプリケーションICカードであって、前記マルチアプリケーションICカードは、外部装置から送信されたコマンドを解析し、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを特定するコマンド解析部と、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを切替え、前記コマンド解析部が特定した前記アプリケーションに前記コマンドの処理を委託する動作を一定時間間隔で行うアプリケーション切替え部と、を備えていることを特徴とするマルチアプリケーションICカード。
  2. 請求項1に記載のマルチアプリケーションICカードにおいて、前記コマンドの構造はISO7816規格で定められたコマンドAPDUであって、前記コマンド解析部は前記コマンドAPDUのCLAバイトを解析することで、前記コマンドを処理する前記アプリケーションを特定することを特徴とするマルチアプリケーションICカード。
  3. 請求項1または請求項2に記載のマルチアプリケーションICカードにおいて、前記マルチアプリケーションICカードは揮発性メモリを備え、前記揮発性メモリには、実行中の前記アプリケーションが使用するワーク領域と、前記ワーク領域のデータを退避させるための領域である退避領域が配置され、前記アプリケーション切替え部は、前記アプリケーションを切替え際は、少なくとも切替える前の前記アプリケーションが使用していた前記ワーク領域のデータを前記退避領域に退避し、少なくとも切り替え後の前記アプリケーションの前記退避領域のデータを前記ワーク領域に復帰させる動作を行うことを特徴とするマルチアプリケーションICカード。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載のマルチアプリケーションICカードに備えられた前記コマンド解析部もしくは前記アプリケーション切替え部として、マルチアプリケーション型ICカードに実装されたICチップを機能させるためのプログラム。

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