JP2006277400A - 盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】盗難判定の精度を向上させた盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置を提供すること。
【解決手段】水平方向の移動を検知するＸ軸加速度センサ１０１とＹ軸加速度センサ１０
２を装置内に設け、双方の加速度センサで検出された加速度データから、水平方向での加速度、速度、変位量を求め、変位量の大きさにより、装置の移動が盗難によるものか、盗難以外の地震などによるものかを識別する。特に、高速フーリエ変換を行うＸ軸周波数変
換部１１９、Ｙ軸周波数変換部１２０、およびＸ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２２、Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２３により変換された各成分波の振幅特性を用いて、不規則波の振幅がどの振動成分に寄与しているかを端的に表現させることにより、装置の移動が地震によるものか、人間の歩行などによるものかを極めて高い精度で識別できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、盗難探知機能を備えた耐タンパセキュアモジュール装置に関する。

近年、物品購入端末や決済端末（ＰＯＳ連動型もある）など、さまざまな電子マネー（金銭と対価な電子データ）対応装置が普及してきている。これに伴い、電子マネー対応装置が盗難されるおそれも日々高まってきている。電子マネー対応装置は、その内部に暗号鍵やソースコードなど偽造・複製された場合に多大な被害の発生が想像される重要なデータが格納されている。そこで、電子マネー対応装置が盗難された場合に、盗難されたことをいち早く検知し、装置内に格納されている重要なデータである暗号鍵やソースコードなどを消去できれば、被害を最小限に抑えることが可能になる。このような機能に特化した技術は現時点では存在しないが、たとえば下記特許文献１に開示された技術を応用することで実現できる。

図１２は、下記特許文献１に開示された技術を用いた盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の構成例を示すブロック図である。

図１２において、Ｘ軸回転角速度センサ１２０１、Ｚ軸回転角速度センサ１２０２は、図１３に示すように、筐体が置かれる位置に対してＸ軸に沿う方向とＺ軸に沿う方向に取
り付けられ、二次元的垂直移動範囲（Ｙ軸の水平方向は検知しない）で筐体の角度位置を検出する。増幅回路１２０３，１２０４は、マイクロコントローラ１３００内部のＡ／Ｄ変換部１３０１の基準電圧が適正電圧になるように、Ａ／Ｄ変換部１３０１の分解能精度を高めるため、Ｘ軸回転角速度センサ１２０１、Ｚ軸回転角速度センサ１２０２から出力される電圧を調整する。ＨＰＦ（ハイパスカットフィルタ）１２０５，１２０６は、低周波の遮断周波数で０．３Ｈｚ程度でセンサ自身の温度ドリフトやその他の外乱要因のノイズを除去する。ＬＰＦ（ローパスカットフィルタ）１２０７，１２０８は、応答周波数成分以上の高周波成分を除去する。以上のフィルタを介したＸ軸に沿う方向およびＺ軸に沿
う方向のセンサ値が、Ａ／Ｄ変換部１３０１においてそれぞれ１０ｍｓごとにサンプリングされ、Ｘ軸角度変換部１３０２、Ｚ軸角度変換部１３０３において電圧値の積分値が求められ、角度が計測される。

Ｘ軸Ｚ軸合成部１３０４は、Ｘ軸に沿う方向の二乗値とＺ軸に沿う方向の二乗値のルー
トミーンスクエア計算を行い、装置の角度を二次元的な数値で求める。盗難判定部１３０５は、装置が一定以上傾くと、メモリ消去部１３０６に指令を出し、メモリ１３０７に記憶されている各種データ（暗号鍵、プログラムコード、売上明細データなど）を消去する。これにより、暗号鍵、プログラムコードを引き出して実行処理する電子マネー処理部１３０８が動作不能となりＩＣカード１４００などとの動作確認ができないことになり、リバースエンジニアリング（装置内部の仕組みを解析し、複製・変造すること）が不可能となる。すなわち、装置が一定以上傾いた場合に、装置が盗難されたと判定され、リバースエンジニアリング防止処理が実行される。

また、営業停止時は、通常、装置の電源１２０９が切断される。したがって、電源切断時には、Ｘ軸回転角速度センサ１２０１、Ｚ軸回転角速度センサ１２０２とマイクロコントローラ１３００を、バックアップバッテリ１２１０から供給される電流で動作させる。この構成は、営業時間内にＡＣケーブルなどが引き抜かれて装置が盗難された場合の処理にも有効である。

また、マイクロコントローラ１３００は、消費電流の少ないスリープモード（数μＡ程度）で動作させないとバックアップバッテリ１２１０の動作時間が限定される。このため、Ｘ軸回転角速度センサ１２０１およびＺ軸回転角速度センサ１２０２のＬＰＦ出力値（誤動作防止）に対して所定のしきい値を設定するコンパレータ１２１１を設け、当該しきい値を超えた場合に、そのＬＰＦ出力値をマイクロコントローラ１３００の起動部１３０９へ提供し、スリープモードを脱して上記盗難判定動作を開始する。

特開平７−３１３６４９号公報

しかしながら、上記従来技術では、単に装置の傾きが一定以上になった場合に盗難判定が行われるため、たとえば、地震の影響で装置が大きく揺れたり、人間が誤って装置を移動落下させたりした場合に、それを盗難と判定してしまうという問題が発生する。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、盗難識別判定の精度を向上させた盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明の請求項１にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、Ｘ軸に沿う方向に配置されたＸ軸加速度センサと、Ｙ軸に沿う方向に配置されたＹ軸加速度センサと、前記二つの加速度センサが検出した加速度値の増減に対し直線的に電圧を変化させる電圧制御手段と、前記二つの加速度センサが検出した加速度値が所定の値を超えるか否かを判定するコンパレータ手段と、前記コンパレータ手段の判定結果により所定の計測を開始させる計測開始起動手段と、前記二つの加速度センサが検出した加速度値に対してＡ／Ｄ変換を実行するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｘ軸に沿う方向の加速度およびＹ軸方向に沿う方向の加速度それぞれの二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成加速度を求める第１の合成手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｘ軸に沿う方向の加速度に対して時間積分を行い、Ｘ軸に沿う方向の速度を測定するＸ軸速度変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｙ軸に沿う方向の加速度に対して時間積分を行い、Ｙ軸に沿う方向の速度を測定するＹ軸速度変換手段と、前記Ｘ軸速度変換手段および前記Ｙ軸速度変換手段それぞれの出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成速度を求める第２の合成手段と、前記Ｘ軸速度変換手段の出力値に対して時間積分を行い、Ｘ軸に沿う方向の変位量を測定するＸ軸変位量変換手段と、前記Ｙ軸速度変換手段の出力値に対して時間積分を行い、Ｙ軸に沿う方向の変位量を測定するＹ軸変位量変換手段と、前記Ｘ軸変位量変換手段および前記Ｙ軸変位量変換手段それぞれの出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成変位量を求める第３の合成手段と、前記Ｘ軸変位量変換手段の出力値に対して高速フーリエ変換を行い、Ｘ軸に沿う方向の周波数を求めるＸ軸周波数変換手段と、前記Ｙ軸変位量変換手段の出力値に対して高速フーリエ変換を行い、Ｙ軸に沿う方向の周波数を求めるＹ軸周波数変換手段と、前記Ｘ軸周波数変換手段の出力値の各成分波の振幅の絶対値に対して所定の解析時間を乗じてＸ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムを求めるＸ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段と、前記Ｙ軸周波数変換手段の出力値の各成分波の振幅の絶対値に対して所定の解析時間を乗じてＹ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムを求めるＹ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段と、前記Ｘ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段および前記Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段のそれぞれ出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成フーリエ振幅スペクトルを求める第４の合成手段と、前記第１〜第４の合成手段の出力値に基づいて、装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定する盗難識別判定手段と、を備えていることを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定する精度を向上させることができる。

また、請求項２にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、請求項１に記載の発明において、前記第２の合成手段の出力値から速度持続時間を求め、この速度持続時間に基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する合成速度検出記憶手段と、前記第３の合成手段の出力値から変位量持続時間を求め、この変位量持続時間に基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する変位量検出記憶手段と、前記第４の合成手段の出力値からフーリエ振幅パワースペクトラムを求め、このフーリエ振幅パワースペクトラムに基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶手段と、を備え、前記盗難識別判定手段が、前記合成速度検出記憶手段、前記変位量検出記憶手段、および前記合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶手段の出力値を用いて装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定することを特徴とする。

この請求項２に記載の発明によれば、盗難判定の精度をより向上させることができる。

また、請求項３にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、請求項１または２に記載の発明において、さらに、充電式バッテリバックアップ手段を備えていることを特徴とする。

この請求項３に記載の発明によれば、何らかの原因で電源が切断された場合であっても、正常に盗難判定を行うことができる。

また、請求項４にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、電子マネーに関する各種データを記憶するメモリ手段と、前記盗難識別判定手段により装置の移動が盗難によるものであることが判定された場合に、前記メモリ手段に記憶されている電子マネーに関する各種データを消去するメモリ消去手段と、を備えていることを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、装置が盗難された場合、すばやく電子マネーに関する各種データが消去され、暗号鍵やソースコードなどの偽造・複製を防止できる。

また、請求項５にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、筐体が有色樹脂により封入されていることを特徴とする。

この請求項５に記載の発明によれば、装置内部の各手段が破壊されるような不法行為を防止できる。

以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定する精度を向上させることができるという効果を奏する。

また、請求項２に記載の発明によれば、盗難判定の精度をより向上させることができるという効果を奏する。

また、請求項３に記載の発明によれば、何らかの原因で電源が切断された場合であっても、正常に盗難判定を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項４に記載の発明によれば、装置が盗難された場合、すばやく電子マネーに関する各種データが消去され、暗号鍵やソースコードなどの偽造・複製を防止できるという効果を奏する。

また、請求項５に記載の発明によれば、装置内部の各手段が破壊されるような不法行為を防止できるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照して、この発明にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、この発明の実施の形態にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の構成を示すブロック図である。この盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、従来のような角度を求める方式ではなく、加速度センサを用いて最終的に装置の移動距離（変位量）を検出することで、盗難か地震かの判定を行う方式を採用している。

図１において、Ｘ軸加速度センサ１０１、Ｙ軸加速度センサ１０２は、図２に示すように、装置筐体が置かれる位置に対してＸ軸に沿う方向とＹ軸に沿う方向に取り付けられ、
二次元的範囲で筐体の移動速度ないし、変位量（移動距離）を検出する。なお、ここでは増幅回路を省略してあるが、精度を高めたい場合は、従来装置に備えられているような増幅回路を追加しても良い。ただし、この実施の形態では、変位量などにそれほどの精度が要求されないため省略している。

Ｘ軸加速度センサ１０１、Ｙ軸加速度センサ１０２が０．０５ｍ／ｓ²以上の加速度（震度３以上、もしくは人間の歩行開始最低速度）を検出すると、しきい値判別のためのコンパレータ１０３が作動する。電源切断の場合はトリガとしてスリープしていたマイクロコントローラ１１０を起動し、計測開始起動部１２８に指令を送り計測を開始させる。

Ｘ軸加速度センサ１０１、Ｙ軸加速度センサ１０２で測定されたＸ軸に沿う方向の加速度値、Ｙ軸に沿う方向の加速度値は、マイクロコントローラ１１０内部のＡ／Ｄ変換部１１１に入力される。このＡ／Ｄ変換部１１１では、３ｍｓごとにサンプリングされた値を出力する。なお、このサンプリング値は一例で、たとえば、図３−１〜図３−４に示すように、地震の周波数帯域を３０Ｈｚ程度まで計測するため、標本化定理からデジタルサンプリング誤差を考慮して、１０倍程度のサンプリング周期として３ｍｓとしている。そして、Ｘ軸Ｙ軸合成部１１２で、Ｘ軸に沿う方向の加速度の二乗値とＹ軸に沿う方向の加速度の二乗値のルートミーンスクエア計算を行い、現在の装置筐体の加速度を二次元的な数値で求める。ここで求められた値は、合成加速度検出記憶部１１３に３ｍｓごとのシーケンシャルで記憶される。また、その値は、計測開始時刻とともにログデータとして記憶される。

その計測開始時刻は、合成速度検出記憶部１１６や変位量検出記憶部１２１、合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶部１２４へ伝達される。そして、計測の開始同期時刻合わせとそのときの各時刻ログデータの時刻を比較し、盗難識別判定部１２５の判断シーケンスプログラムに利用する。

次に、Ｘ軸速度変換部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１１から出力された加速度値を積算（時間積分）し、Ｘ軸に沿う方向の速度を計測する。同様に、Ｙ軸速度変換部１１５は、Ａ／Ｄ変換部１１１から出力された加速度値を積算（時間積分）し、Ｙ軸に沿う方向の速度を計測する。そして、Ｘ軸Ｙ軸合成部１２９が、Ｘ軸に沿う方向の速度の二乗値とＹ軸に沿う方向の速度の二乗値のルートミーンスクエア計算を実行し、現在の装置筐体の速度を二次元的な数値で求める。ここで求められた値は、合成速度検出記憶部１１６に３ｍｓごとのシーケンシャルで記憶される。

さらに、Ｘ軸速度変換部１１４からの出力である速度値は、Ｘ軸変位量変換部１１７に
入力される。このＸ軸変位量変換部１１７は、入力された速度値を積算（時間積分）し、
Ｘ軸に沿う方向の変位量を計測する。同様に、Ｙ軸速度変換部１１５からの出力である速度値が、Ｙ軸変位量変換部１１８に入力される。このＹ軸変位量変換部１１８は、入力された速度値を積算（時間積分）し、Ｙ軸に沿う方向の変位量を計測する。そして、Ｘ軸Ｙ軸合成部１３０が、Ｘ軸に沿う方向の変位量の二乗値とＹ軸に沿う方向の変位量の二乗値のルートミーンスクエア計算を実行し、現在の装置筐体の変位量を二次元的な数値で求める。ここで求められた値は、変位量検出記憶部１２１に記憶される。

Ｘ軸に沿う方向の変位量は、所定のサンプリング周期で取得された標本数がＸ軸周波数
変換部１１９へ入力され、ここで周期離散データに対する高速フーリエ変換計算が実行される。ここで、たとえば、図４に示すように加速度０．０５ｍ／ｓ²以上が３０秒間持続したとすると、サンプリング数は３０ｓ／３ｍｓ＝１００００サンプルとなる。ただ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより高速に実行するため標本数を８１９２点と簡略間引きする場合もある。一方、Ｙ軸に沿う方向の変位量も、所定のサンプリング周期で取得された標本数がＹ軸周波数変換部１２０へ入力され、ここで周期離散データに対する高速フーリエ変換計算が実行される。そして、Ｘ軸周波数変換部１１９からの出力値は、Ｘ軸フーリ
エ振幅スペクトル変換部１２２へ入力され、Ｘ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムが求められる。

ここでは、高速フーリエ変換された各成分波の振幅の絶対値にＴｄ／２（Ｔｄ：Ｎ×Δｔ：Ｎはサンプリング標本数でΔｔはサンプリング周期）の解析時間が乗じられ、振動周波数ごとに並べられる。一方、Ｙ軸周波数変換部１２０からの出力値は、Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２３へ入力され、Ｙ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムが求められる。ここでは、高速フーリエ変換された各成分波の振幅の絶対値にＴｄ／２（Ｔｄ：Ｎ×Δｔ：Ｎはサンプリング標本数でΔｔはサンプリング周期）の解析時間が乗じられて、振動周波数ごとに並べられる。なお、これらＸ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２２、Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２３で求められるものは、各成分波の振幅特性を表しており、不規則波の振幅がどの振動成分に寄与しているかを端的に表現するものであり、地震波か（図３−１〜図３−４を参照）、人間の歩行振動波（図５、図６を参照）を識別するために利用される。

そして、Ｘ軸Ｙ軸合成部１３１が、Ｘ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２２からの出力値とＹ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２３からの出力値とから、フーリエ振幅スペクトルの合成値を求める。この合成値は合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶部１２４に計測開始時刻とともにログデータとして記憶される。

そして、Ｘ軸に沿う方向の変位量とＹ軸に沿う方向の変位量が一旦０となり、５分以上変位量の変化がない状態が継続するまで計測したのち、合成加速度検出記憶部１１３、合成速度検出記憶部１１６、変位量検出記憶部１２１、および合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶部１２４の同期をとり、盗難識別判定部１２５が判定を開始する。

盗難識別判定部１２５は、変位量が一定になると、メモリ消去部１２６に指令を出してメモリ１２７に記憶されている各種データ（暗号鍵、プログラムコード、売上明細データなど）を消去する。これにより、暗号鍵、プログラムコードを引き出して実行処理する電子マネー処理部１３２が動作不能となりＩＣカード１３３などとの動作確認ができないことになり、リバースエンジニアリング（装置内部の仕組みを解析し、複製・変造すること）が不可能となる。

また、営業停止時は、通常、装置の電源１３４が切断される。したがって、電源切断時には、Ｘ軸加速度センサ１０１，Ｙ軸加速度センサ１０２とマイクロコントローラ１１０を、バックアップバッテリ１３５から供給される電流で動作させる。この構成は、営業時間内にＡＣケーブルなどが引き抜かれて装置が盗難された場合の処理にも有効である。

また、この盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の筐体を有色樹脂で封入すれば、装置内部の各手段が破壊されるような不法行為を防止することができる。

次に、盗難識別判定部１２５で用いられるアルゴリズムについて説明する。図７は、このアルゴリズムを作成する上での、盗難と地震との識別条件を示す図表である。また、図８は、図７に示した各条件から盗難ないし大地震で装置が電源切断状態になった場合の盗難と地震の識別条件マトリックスを示す図表である。なお、地震の震度と加速度との関係は、図９に示す図表のとおりである。

この実施の形態では、図８の判別条件（ａ）〜（ｃ）では盗難か、地震かは判別不能とした。一方、図８の判別条件（ｄ）〜（ｈ）は、盗難識別判定部１２５におけるアルゴリズムとして有効なものと考えられる。特に、（ｈ）変位量持続時間が盗難と地震では大きく異なる。また、（ｇ）変位量も大きく異なるものと推定できる。また、盗難の場合は、最初は人間が装置筐体を移動させ、そのまま自動車まで持ち歩いて運ぶか、一旦台車に移して移動させ、車、バイク、自転車、徒歩などで持ち去ると思われる。変位量が１００ｍ以上となるかは審議が分かれるが、盗難者の心理を踏まえ、設置場所から１００ｍ以内にとどまる移動は常識的に考えにくい。しかも、１００ｍ以内であれば、捜査範囲として限定できる。また（ｅ）フーリエ振幅帯域も歩行や自動車と地震では明らかに違いをみせると判断でき、（ｆ）フーリエ振幅パワースペクトラムも大幅な違いをみせると判断できる。なお、保守点検では、一旦重要データはすべて消去する仕組み（保守者がデータを盗み取ることを防止するため）としているため、アルゴリズムから除外している。

以上を踏まえ、盗難識別処理の手順を示す。図１０は、この盗難識別判定処理の手順を示すフローチャートである。

図１０に示すフローチャートにおいて、加速度が０．２５ｍ／ｓ²より大きいか否かを検出する（ステップＳ１００１）。ここで、加速度が０．２５ｍ／ｓ²より大きくない場合（ステップＳ１００１：Ｎｏ）は、再度ステップＳ１００１の処理を実行する。一方、加速度が０．２５ｍ／ｓ²より大きい場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）は、各種計測処理を実行する（ステップＳ１００２）。変位量０の状態が５分継続したか否かを検出する（ステップＳ１００３）。ここで、変位量０の状態が５分継続していない場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）は、ステップＳ１００２へ戻る。

変位量０の状態が５分継続した場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）は、合成速度検出記憶部１１６の内容である速度持続時間が６０秒以上か否かを検出する（ステップＳ１００４）。速度持続時間が６０秒未満である場合（ステップＳ１００４：Ｎｏ）は、処理を終了する。一方、速度持続時間が６０秒以上である場合（ステップＳ１００４：Ｙｅｓ）は、変位量検出記憶部１２１の内容である変位時間が１２０秒以上であるか否かを検出する（ステップＳ１００５）。変位時間が１２０秒未満である場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）は、処理を終了する。一方、変位時間が１２０秒以上である場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）は、続いて変位量検出記憶部１２１の内容である変位量が１００ｍ以上であるか否かを検出する（ステップＳ１００６）。変位量が１００ｍ未満である場合（ステップＳ１００６：Ｎｏ）は、処理を終了する。

一方、変位量が１００ｍ以上である場合（ステップＳ１００６：Ｙｅｓ）は、続いて合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶部１２４の内容であるフーリエ振幅パワースペクトラムが０〜５Ｈｚ＜９０パーセント以下であるか否かを検出する（ステップＳ１００７）。フーリエ振幅パワースペクトラムが０〜５Ｈｚ＜９０パーセント以下でない場合（ステップＳ１００７：Ｎｏ）は、処理を終了する。一方、フーリエ振幅パワースペクトラムが０〜５Ｈｚ＜９０パーセント以下である場合（ステップＳ１００７：Ｙｅｓ）は、盗難発生と判定し、メモリ１２７の内容を消去し（ステップＳ１００８）、処理を終了する。

また、電源が切断されていない状態を作出して装置が盗難される場合もありうる。たとえば、盗難者がＵＰＳ（無停電電源装置）を用いるような場合である。図１１は、このような電源稼動時における装置筐体の盗難と地震との識別条件マトリックスを示す図表である。この場合においても処理手順は図１０に示したフローチャートと同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、水平方向の移動を検知するＸ軸加速度センサ１０１とＹ軸加速度センサ１０２を装置内に設け、双方の加速度センサ１０１，１０２で検出された加速度データから、水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸の合成量）での加速度、速度、変位量（移動距離）を求め、
変位量の大きさにより、装置の移動が盗難によるものか、盗難以外の地震などによるものかを識別する。特に、高速フーリエ変換を行う周波数変換手段（Ｘ軸周波数変換部１１９
、Ｙ軸周波数変換部１２０）およびフーリエ振幅スペクトル変換手段（Ｘ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２２、Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換部１２３）により変換された各成分波の振幅特性を用いて、不規則波の振幅がどの振動成分に寄与しているかを端的に表現させることにより、装置の移動が地震によるものか、人間の歩行などによるものかを極めて高い精度で識別できる。

以上のように、この発明にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置は、各種電子マネー対応装置に有用であり、特に、盗難の危険性が高い電子マネー対応装置に適している。

この発明の実施の形態にかかる盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の構成を示すブロック図である。 加速度センサの取り付け位置を示す図である。 各震度レベルの地震時のフーリエ振幅スペクトルの一例を示す図である。 各震度レベルの地震時のフーリエ振幅スペクトルの一例を示す図である。 各震度レベルの地震時のフーリエ振幅スペクトルの一例を示す図である。 各震度レベルの地震時のフーリエ振幅スペクトルの一例を示す図である。 マグニチュード７クラスの地震時の加速度と時刻歴の一例を示す図である。 歩行開始時の進行方向体重心速度例と概算歩行速度の関係を示す図である。 歩行開始時の近似速度曲線例と概算加速度の関係を示す図である。 盗難と地震の識別条件を示す図表である。 盗難ないし大地震で装置が電源切断状態になった場合の盗難と地震の識別条件マトリックスを示す図表である。 地震の震度と加速度の関係を示す図表である。 盗難識別判定処理の手順を示すフローチャートである。 電源稼動時における装置筐体の盗難と地震の識別条件マトリックスを示す図表である。 従来の盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置の構成を示すブロック図である。 回転角速度センサの取り付け位置を示す図である。

符号の説明

１０１ Ｘ軸加速度センサ
１０２ Ｙ軸加速度センサ
１０３ コンパレータ
１１０ マイクロコントローラ
１１１ Ａ／Ｄ変換部
１１２，１２９，１３０，１３１ Ｘ軸Ｙ軸合成部
１１３ 合成加速度検出記憶部
１１４ Ｘ軸速度変換部
１１５ Ｙ軸速度変換部
１１６ 合成速度検出記憶部
１１７ Ｘ軸変位量変換部
１１８ Ｙ軸変位量変換部
１１９ Ｘ軸周波数変換部
１２０ Ｙ軸周波数変換部
１２１ 変位量検出記憶部
１２２ Ｘ軸フーリエ振幅スペクトル変換部
１２３ Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換部
１２４ 合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶部
１２５ 盗難識別判定部
１２６ メモリ消去部
１２７ メモリ
１２８ 計測開始起動部
１３２ 電子マネー処理部
１３３ ＩＣカード
１３４ 電源
１３５ バックアップバッテリ

Claims (5)

1. Ｘ軸に沿う方向に配置されたＸ軸加速度センサと、
   Ｙ軸に沿う方向に配置されたＹ軸加速度センサと、
   前記二つの加速度センサが検出した加速度値の増減に対し直線的に電圧を変化させる電圧制御手段と、
   前記二つの加速度センサが検出した加速度値が所定の値を超えるか否かを判定するコンパレータ手段と、
   前記コンパレータ手段の判定結果により所定の計測を開始させる計測開始起動手段と、
   前記二つの加速度センサが検出した加速度値に対してＡ／Ｄ変換を実行するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｘ軸に沿う方向の加速度およびＹ軸方向に沿う方向の加速度それぞれの二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成加速度を求める第１の合成手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｘ軸に沿う方向の加速度に対して時間積分を行い、Ｘ軸に沿う方向の速度を測定するＸ軸速度変換手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換された、Ｙ軸に沿う方向の加速度に対して時間積分を行い、Ｙ軸に沿う方向の速度を測定するＹ軸速度変換手段と、
   前記Ｘ軸速度変換手段および前記Ｙ軸速度変換手段それぞれの出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成速度を求める第２の合成手段と、
   前記Ｘ軸速度変換手段の出力値に対して時間積分を行い、Ｘ軸に沿う方向の変位量を測定するＸ軸変位量変換手段と、
   前記Ｙ軸速度変換手段の出力値に対して時間積分を行い、Ｙ軸に沿う方向の変位量を測定するＹ軸変位量変換手段と、
   前記Ｘ軸変位量変換手段および前記Ｙ軸変位量変換手段それぞれの出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成変位量を求める第３の合成手段と、
   前記Ｘ軸変位量変換手段の出力値に対して高速フーリエ変換を行い、Ｘ軸に沿う方向の周波数を求めるＸ軸周波数変換手段と、
   前記Ｙ軸変位量変換手段の出力値に対して高速フーリエ変換を行い、Ｙ軸に沿う方向の周波数を求めるＹ軸周波数変換手段と、
   前記Ｘ軸周波数変換手段の出力値の各成分波の振幅の絶対値に対して所定の解析時間を乗じてＸ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムを求めるＸ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段と、
   前記Ｙ軸周波数変換手段の出力値の各成分波の振幅の絶対値に対して所定の解析時間を乗じてＹ軸に沿う方向のフーリエ振幅パワースペクトラムを求めるＹ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段と、
   前記Ｘ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段および前記Ｙ軸フーリエ振幅スペクトル変換手段のそれぞれ出力値の二乗値に対してルートミーンスクエア計算を行い、合成フーリエ振幅スペクトルを求める第４の合成手段と、
   前記第１〜第４の合成手段の出力値に基づいて、装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定する盗難識別判定手段と、
   を備えていることを特徴とする盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置。
2. 前記第２の合成手段の出力値から速度持続時間を求め、この速度持続時間に基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する合成速度検出記憶手段と、
   前記第３の合成手段の出力値から変位量持続時間を求め、この変位量持続時間に基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する変位量検出記憶手段と、
   前記第４の合成手段の出力値からフーリエ振幅パワースペクトラムを求め、このフーリエ振幅パワースペクトラムに基づき装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判別する合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶手段と、
   を備え、
   前記盗難識別判定手段は、前記合成速度検出記憶手段、前記変位量検出記憶手段、および前記合成フーリエ振幅スペクトル変換記憶手段の出力値を用いて装置の移動が盗難によるものか、その他の要因によるものかを判定することを特徴とする請求項１に記載の盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置。
3. さらに、充電式バッテリバックアップ手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置。
4. 電子マネーに関する各種データを記憶するメモリ手段と、
   前記盗難識別判定手段により装置の移動が盗難によるものであることが判定された場合に、前記メモリ手段に記憶されている電子マネーに関する各種データを消去するメモリ消去手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置。
5. 筐体が有色樹脂により封入されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の盗難探知機能付耐タンパセキュアモジュール装置。
   
   

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