JP2008305303A - Ｒｆｉｄタグ管理システムおよびｒｆｉｄタグ - Google Patents

Abstract

【課題】多数のパッシブ型ＲＦＩＤタグを管理対象とするＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、ＲＦＩＤタグ内のデータに対するセキュリティ強度を高める。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ１００から取得されるグループ代名詞Ｇに基づいて管理対象グループのＲＦＩＤタグを選別し、その管理対象グループのＲＦＩＤタグから取得される暗号化ＩＤ情報を第１の種類の鍵情報で復号する第１の処理層（２００）と、上記グループ代名詞と上記第１の処理層を経て取得されるＩＤ情報に基づいて第２の鍵情報を特定または生成し、この第２の鍵情報を用いてＲＦＩＤタグの秘密データを復号すること、および上記第２の鍵情報を用いて暗号化した秘密データをＲＦＩＤタグに書き込む第２の処理層（３００）を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグ管理システムおよびＲＦＩＤタグに関し、とくに、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）から非接触給電（ワイヤレス送電）されながらそのＲ／Ｗと近距離の無線通信を行うＲＦＩＤタグ（無線タグ）を使用するものに関する。

ＲＦＩＤタグ管理システムは、ＩＤ（識別）情報等を保有するＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグと、このＲＦＩＤタグと電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信で情報のやりとりを行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）と、このＲ／Ｗを介して多数のＲＦＩＤタグの情報を管理する管理サーバとによって構築される。

ＲＦＩＤタグには多様な種類があるが、とくに、Ｒ／Ｗから非接触給電を受けて動作するパッシブ型のＲＦＩＤタグは、内蔵電池だけで動作するアクティブ型に比べて、無線通信距離は短くなるが、電池交換等のメンテナンスが不要で、ほぼ恒久的に作動することができるため、たとえば、個人認証、電子マネー、行動管理、履歴管理、流通管理、物品管理、プレゼンス管理など、非常に広範な用途の可能性がある。

たとえば、乗車カード（Ｓｕｉｃａ、ＩＣＯＣＡ、ＰＡＳＭＯ、ＰｉＴａＰａなど）や電子マネー（Ｅｄｙ、ｉＤなど）、社員証やセキュリティロックなどの認証用などに使用される非接触ＩＣカードも、パッシブ型のＲＦＩＤタグである。

一方、ＲＦＩＤタグを用いる情報管理システムでは、タグとＲ／Ｗ間の情報やりとりが無線で行われるため、情報漏洩の危険性が大きいという問題がある。また、ＲＦＩＤタグが不正にアクセスされてタグ内のＩＤ情報等が不正使用される危険性も大きい。このため、プライバシー保護、なりすまし、改竄、偽造などの観点から見て大きな問題があるという
指摘がなされている。

たとえば、ＲＦＩＤタグが所有者の知らぬ間に何者かに何らかの方法で無線アクセスされて所持品、使用履歴、行動などが追跡されたり、あるいはＲＦＩＤタグの秘密情報が窃用され、同一のＲＦＩＤタグが複数の場所で不正に使用されたりといったことが考えられる。

このように、ＲＦＩＤタグは、Ｒ／Ｗとの情報のやりとりを無線通信によって非接触で行えることが大きな利点である反面、個人情報の保護や窃用防止のための情報セキュリティ強度が低いという問題があった。

これらの問題を解決するために、ＲＦＩＤタグのＩＤ情報等を秘匿化するための技術、ＲＦＩＤタグとＲ／Ｗ間で無線通信によってやりとりされる情報を暗号化するための技術など、情報のセキュリティ強度を高めるための技術がいろいろ開発されている（たとえば、特許文献１〜４）。
特開２００４−３１８６４５ 特開２００５−１５１００４ 特開２００７−２５９０３ 特開２００５−１６７６７０

ＲＦＩＤタグの情報セキュリティ強度を高める技術としては、たとえば特許文献１〜４に開示されているように、非常に多くの技術が開発されているが、これらには、ＲＦＩＤタグから読み取られるＩＤ情報等の秘匿性を高めるために行う暗号化処理を複雑化することで個人情報の保護や窃用防止を事実上不可能化することを意図したものが多い。

たとえば、暗号化を多重に行うとともに、その暗号化の手順を複雑化すれば、第三者によるランダム試行的な復号や解読を困難化することができる。また、情報の冗長度が大きくなる暗号化も情報のセキュリティ強化に有効である。

しかしながら、これらの技術も、非常に多くのＲＦＩＤタグを管理対象とする大規模なＲＦＩＤタグ管理システムにおいては、暗号化／復号のための処理負担が重くなって、ＲＦＩＤタグを用いることにより期待される利点が損なわれてしまうという問題が生じる。

ＲＦＩＤタグ管理システムは、たとえば、乗車カード（Ｓｕｉｃａ、ＩＣＯＣＡ、ＰＡＳＭＯ、ＰｉＴａＰａなど）や電子マネー（Ｅｄｙ、ｉＤなど）などのような大規模な情報管理システムへの応用分野にて大きな可能性が期待されているが、これらの大規模システムを円滑に運用させるためには、処理負担が重くなったり、あるいはデータ量がやたらに増大したりするようなセキュリティ強化策は、なるべく避ける必要性がある。

また、ＲＦＩＤタグ管理システムは、管理対象のＲＦＩＤタグの種類および数量規模を大きくするとともに、多数のＲ／Ｗを広範囲に拡散設置することによって、その応用範囲の拡大および利便性の向上が期待されるが、これにともない、無線傍受やＲＦＩＤタグの内部解析などによるデータの不正抜き取り、ＲＦＩＤタグやＲ／Ｗの改竄やなりすましなどの不正が行われる機会も大幅に増大する。

これに対処するためには、セキュリティ強度を大幅に高めなければならない。しかし、電池を内蔵せず、不使用時には電源オフのコールド状態となるパッシブ型のＲＦＩＤタグを用いるシステムにおいて、従来の複雑で処理負担の大きなセキュリティ強化策は実施が困難である。

本発明は以上のような技術背景を鑑みたものであって、その目的は、多数のパッシブ型ＲＦＩＤタグを管理対象とするＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、ＲＦＩＤタグ内のデータに対するセキュリティ強度を実効的に高めることができ、仮に無線傍受等によるデータの不正抜き取りが行われたとしても、偽造やなりすまし等の悪用を事実上不可能にすることができ、また、ＲＦＩＤタグに対して不正な無線アクセスが行われても、これを確実に排除することを可能にした技術を提供することにある。

本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面にてあきらかにする。

本発明は次のような解決手段を提供する。
（１）Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）に接近して非接触給電を受けることにより起動されてそのＲ／Ｗと近距離の無線通信を開始するＲＦＩＤタグ（無線タグ）と、上記Ｒ／Ｗを介してＲＦＩＤタグとの情報のやりとりを行うことにより多数のＲＦＩＤタグの情報を集中管理する管理サーバを備えたＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、
ＲＦＩＤタグは、管理側装置（Ｒ／ＷまたはＲ／Ｗを介してＲＦＩＤタグと情報のやりとりを行う管理サーバ、以下同じ）との無線通信によってやりとりされる情報として、ＲＦＩＤタグのグループ属性を特定するためのグループ代名詞が組み込まれた公開データと、同じグループ属性内で共有される第１の種類の鍵情報によって暗号化されたＩＤ情報と、上記グループ代名詞と上記ＩＤ情報に基づいて特定または生成される第２の種類の鍵情報によって暗号化された書き換え可能な秘密データを有し、
管理側装置は、ＲＦＩＤタグから取得されるグループ代名詞に基づいて管理対象グループのＲＦＩＤタグを選別し、その管理対象グループのＲＦＩＤタグから取得される暗号化ＩＤ情報を第１の種類の鍵情報で復号する第１の処理層と、上記グループ代名詞と上記第１の処理層を経て取得されるＩＤ情報に基づいて第２の種類の鍵情報を特定または生成し、この第２の種類の鍵情報を用いてＲＦＩＤタグの秘密データを復号すること、および／または上記第２の種類の鍵情報を用いて暗号化した秘密データをＲＦＩＤタグに書き込むことを行う第２の処理層が形成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（２）上記手段（１）において、ＲＦＩＤタグと管理側装置間での正規性の認証を、暗号化された認証データのやりとりによって行わせるとともに、その認証データを乱数と所定の数学的規則にしたがって順次更新される単純数値を基にして組み立て、ＲＦＩＤタグが管理側装置から送信されたコマンドを実行するごとに、または管理側装置によるコマンドの送信動作ごとに、上記単純数値を更新させることを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（３）上記手段（１）または（２）において、暗号化されたＩＤ情報および暗号化された秘密データをそれぞれ、少なくとも無線によって伝送される区間において、ＲＦＩＤタグと管理側装置の間で更新されながら共有される認証データを鍵情報とする暗号化／復号手段によって二重に暗号化することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（４）上記手段（１）〜（３）のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数と所定の単純数値を基データとする第１の認証データを、ＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有される第１の認証鍵で暗号化して管理側装置へ送信し、
管理側装置は、上記第１の認証データを上記第１の認証鍵で復号して、その基データ内の単純数値だけを所定の数学的規則にしたがって更新することにより第２の認証データを作成し、これを管理側装置とＲＦＩＤタグ間で共有される第２の認証鍵で暗号化して上記ＲＦＩＤタグに送信し、ＲＦＩＤタグは第２の認証鍵で復号して上記第２の認証データを取得し、
第１と第２の両認証データ間での乱数同士の同一性および単純数値同士の数学的関連性によってＲＦＩＤタグと管理側装置間での正規性の認証を行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（５）上記手段（４）において、第１および第２の認証データ、第１および第２の認証鍵をそれぞれ、管理側装置に形成される第１の処理層および第２の処理層ごとに生成し、ＲＦＩＤタグと第１の処理層間での正規性の認証と、ＲＦＩＤタグと第１の処理層間での正規性の認証をそれぞれ、互いに異なる認証データと認証鍵により独立して行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（６）上記手段（５）において、ＲＦＩＤタグと第２の処理層間での正規性認証用の認証鍵をグループ代名詞とＩＤ情報に基づいて特定または生成することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（７）上記手段（１）〜（６）のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数と所定の単純数値を基データとする第１の認証データを、ＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有される第１の認証鍵で暗号化して管理側装置へ送信し、
管理側装置は、上記第１の認証データを第１の認証鍵で復号して、その基データ内の単純数値だけを所定の数学的規則にしたがって更新することにより第２の認証データを作成し、これを管理側装置とＲＦＩＤタグ間で共有される第２の認証鍵で暗号化して上記ＲＦＩＤタグに送信し、ＲＦＩＤタグは第２の認証鍵で復号することにより、上記第２の認証データをＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有させようにし、
暗号化されたＩＤ情報および暗号化された秘密データをそれぞれ、少なくとも無線によって伝送される区間において、上記第２の認証データを鍵情報とする暗号化／復号手段によって暗号化することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（８）上記手段（７）において、第１および第２の認証データ、第１および第２の認証鍵をそれぞれ、管理側装置に形成される第１の処理層および第２の処理層ごとに生成し、暗号化されたＩＤ情報の暗号化／復号と、暗号化された秘密データの暗号化／復号をそれぞれ、互いに異なる認証データにより独立して行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（９）上記手段（１）〜（８）のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数をグループ代名詞に付加した公開データを管理装置側に無線送信し、管理装置側はその乱数を用いて複数のＲＦＩＤタグを互いに識別するアンチコリジョン処理を行うことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。

（１０）上記手段（１）〜（９）のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ管理システムに用いられるＲＦＩＤタグであって、管理側装置との無線通信によってやりとりされる情報として、ＲＦＩＤタグのグループ属性を特定するためのグループ代名詞が組み込まれた公開データと、同じグループ属性内で共有される第１の種類の鍵情報によって暗号化されたＩＤ情報と、グループ代名詞とＩＤ情報に基づいて特定または生成される第２の種類の鍵情報によって暗号化された書き換え可能な秘密データを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。

（１１）上記手段（１０）において、認証データの基データとする乱数およびグループ代名詞に付加する乱数をそれぞれ生成するために、ＲＦＩＤタグごとに初期データを設定する際に管管理側装置で生成した乱数を格納しておき、起動ごとに生成される乱数を保持して、この保持した乱数と格納した乱数をもとに共通鍵暗号方式で乱数を生成する手段を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。

多数のパッシブ型ＲＦＩＤタグを管理対象とするＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、ＲＦＩＤタグ内のデータに対するセキュリティ強度を実効的に高めることができ、仮に無線傍受等によるデータの不正抜き取りが行われたとしても、偽造やなりすまし等の悪用を事実上不可能にすることができ、また、ＲＦＩＤタグに対して不正な無線アクセスが行われても、これを確実に排除することが可能になる。

上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面にてあきらかにする。

図１は、本発明の一実施形態をなすＲＦＩＤタグ管理システムの基本構成をデータの挙動に着目して示す概念図である。

同図に示すＲＦＩＤタグ管理システムは、ＩＤ情報等を保有するＲＦＩＤタグ１００と、このＲＦＩＤタグ１００と近距離の無線通信で情報のやりとりを行うＲ／Ｗ２００と、このＲ／Ｗ２００を介して多数のＲＦＩＤタグ１００の情報を管理する管理サーバ３００とによって構築される。

ＲＦＩＤタグ１００はパッシブ型であって、Ｒ／Ｗ２００に接近して非接触給電を受けることにより起動されてＲ／Ｗ２００との無線通信を開始する。パッシブ型のＲＦＩＤタグ１００は、Ｒ／Ｗ２００からの電波または高周波電磁界をコイル状アンテナまたは平面アンテナなどで受信し、この受信出力を整流および平滑して得られる直流電源で内蔵回路（ＩＣ）を動作させるように構成されている。なお、これらの構成は従来と同様なので詳細な説明は省略する。

ＲＦＩＤタグ１００とＲ／Ｗ２００間の情報のやりとりは近距離無線によって行われるが、Ｒ／Ｗ２００と管理サーバ３００間の情報のやりとりはＷＡＮ（広域ネットワーク）を介して行われる。

Ｒ／Ｗ２００はＲＦＩＤタグ１００の使用場所ごとに設置されるため、システム規模に応じた台数が広範囲に分散設置される。分散設置された多数のＲ／Ｗ２００は管理サーバ３００によって集中的にリモート管理される。

この場合、ＲＦＩＤタグ１００側からは、Ｒ／Ｗ２００が管理サーバ３００を代理しているように見える。つまり、Ｒ／Ｗ２００またはＲ／Ｗ２００を介してＲＦＩＤタグ１００と情報のやりとりを行う管理サーバ３００は、ＲＦＩＤタグ１００からは、１つの管理側装置４００と見ることができる。

ここで、ＲＦＩＤタグ１００は、管理側装置４００（Ｒ／Ｗ２００またはＲ／Ｗ２００を介してＲＦＩＤタグ１００と情報のやりとりを行う管理サーバ３００、以下同じ）との無線通信によってやりとりされる情報として、次の３種類（１）〜（３）の情報をその記憶領域（不揮発性メモリー）に有する。

（１）ＲＦＩＤタグ１００のグループ属性を特定するためのグループ代名詞Ｇが組み込まれた公開データ。
（２）同じグループ属性内で共有される第１の種類の鍵情報Ｋｓよって暗号化されたＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)。
（３）上記グループ代名詞Ｇと上記ＩＤ情報ＩＤｒｆに基づいて特定または生成される第２の種類の鍵情報Ｋｑによって暗号化された書き換え可能な秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）。

この場合、ＩＤ情報ＩＤｒｆによって特定される単位はＲＦＩＤタグ１００であって、通常は、１つのＲＦＩＤタグ１００が１つの単位となる。しかし、複数のＲＦＩＤタグ１００を１つの単位として扱うようにしてもよい。

ＲＦＩＤタグ１００の記憶領域には、上記情報以外に、管理側装置４００との無線による情報のやりとりを秘匿化するためのセキュリティ機能設定用データが格納されている。このセキュリティ機能設定用データの主たるものは鍵情報である。

しかし、ＲＦＩＤタグ１００のセキュリティ機能設定用データには、ＩＤ情報ＩＤｒｆを暗号化／復号する鍵情報Ｋｓ、秘密データＳｄａｔａを暗号化／復号する鍵情報Ｋｑは含まれていない。これらの鍵情報Ｋｓ，Ｋｑは、後述するが、管理側装置４００だけが保有あるいは生成する。

管理側装置４００には、Ｒ／Ｗ２００による第１の処理層と、管理サーバ３００による第２の処理層が形成されている。

第１の処理層すなわちＲ／Ｗ２００では、ＲＦＩＤタグ１００から取得されるグループ代名詞Ｇに基づいて管理対象グループのＲＦＩＤタグ１００を選別し、その管理対象グループのＲＦＩＤタグ１００から取得される暗号化ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)を第１の種類の鍵情報Ｋｓで復号する。

第２の処理層すなわち管理サーバ３００では、上記グループ代名詞Ｇと上記第１の処理層（Ｒ／Ｗ２００）を経て取得されるＩＤ情報ＩＤｒｆに基づいて第２の鍵情報Ｋｑを特定または生成し、この第２の鍵情報Ｋｑを用いてＲＦＩＤタグ１００の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を復号すること、および上記第２の鍵情報Ｋｑを用いて暗号化した秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）をＲＦＩＤタグ１００に書き込むことを行う。

上記の構成によれば、ＲＦＩＤタグ１００が有する上記３種類（１）〜（３）の情報のうち、第三者が無線傍受やＲＦＩＤタグ１００の内部解析などによって窃取可能な情報は（１）のグループ代名詞Ｇだけである。（２）の秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)および（３）の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）はそれぞれ、暗号化された状態でＲＦＩＤタグ１００内に格納されているとともに、その暗号化された情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)，ＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）は管理側装置４００でしか復号できない。つまり、ＲＦＩＤタグ１００内には復号の手かがりが存在しない。

非接触給電を受けて起動されたＲＦＩＤタグ１００は、無線による最初の情報のやりとりをＲ／Ｗ２００（第１の処理層）と行うが、このＲ／Ｗ２００がＲＦＩＤタグ１００から取得して復号することができる情報は、グループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆまでであり、各ＲＦＩＤタグ１００に格納されている個別の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）は復号することができない。つまり、第１の処理層をなすＲ／Ｗ２００では秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の暗号化／復号はもちろん、読み出し／書き込みもできない。

Ｒ／Ｗ２００は多くの台数が広範囲に分散設置されるため、偽造や模倣による不正使用の恐れがあるが、仮に、Ｒ／Ｗ２００が不正に使用されたとしても、Ｒ／Ｗ２００単独ではＲＦＩＤタグ１００の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み取り／書き込みを行うことができない。

ＲＦＩＤタグ１００の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み取り／書き込みは、 第２処理層をなす管理サーバ３００でしか行えないが、この管理サーバ３００が秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み取り／書き込みを行うためには、第１の処理層であるＲ／Ｗ２００におけるグループ代名詞Ｇの取得と、取得したグループ代名詞Ｇに基づくＩＤ情報ＩＤｒｆの正常取得が前提となる。

つまり、ＲＦＩＤタグ１００の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）は、第１と第２の２つの処理層での処理が共に正常に行われることによりはじめて読み取り／書き込みが行える。これにより、その秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）は、２つの処理層がそれぞれに形成するセキュリティ壁で二重に保護されることになる。

さらに、Ｒ／Ｗ２００は管理サーバ３００に対して、グループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆを送信するが、管理サーバ３００が管理するデータ（Ｓｄａｔａ）、およびその関連データの所在を直接特定するようなアドレスの類は一切送信しない。管理サーバ３００は、そのようなアドレスデータを受け取らなくても、非常に多くのＲＦＩＤタグ１００の情報を集中的に管理することができる。

上記のように、ＲＦＩＤタグ１００が有する情報は、（１）グループ代名詞Ｇが組み込まれた公開データ、（２）第１の処理層にて復号可能な秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)、（３）第１および第２の２つの処理層を経てはじめて復号が可能になる秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の３種類に分類され、（２）と（３）の情報については段階的に異なるセキュリティ強度が付与されるようになっている。

このように、ＲＦＩＤタグ１００の情報に対するセキュリティ強度は一律ではなく、情報の種類ごとに異なる秘匿化の必要度に応じて最適化されている。

すなわち、（１）のグループ代名詞Ｇは秘匿化の必要性がなく、むしろ公開データとする方が、管理対象のＲＦＩＤタグ１００を迅速に識別して次の処理への移行を円滑にし、ＲＦＩＤタグ１００やＲ／Ｗの構成を簡単化したりする上で有効である。

一方、（２）の秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)、（３）の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）についてはそれぞれに秘匿性が要求されるが、要求される秘匿性のレベルは異なる。ＲＦＩＤタグ管理システムにおいては、（３）の秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）がセキュリティ保護のターゲットであって、これには、最高レベルの秘匿性を持たせる必要がある。しかし、すべての秘密情報に対して最高レベルの秘匿性を一律に持たせることは、ＲＦＩＤタグ１００の構成の簡素化および処理負担の軽減、システム運用の効率化などを妨げる要因となる。

ここで、本発明では、上述したように、（１）（２）（３）の各情報に付与される秘匿性を段階的に異ならせることにより、ＲＦＩＤタグ１００の構成の簡素化および処理負担の軽減、システム運用の効率化などを可能にしている。

以上のように、上述したＲＦＩＤタグ管理システムでは、多数のパッシブ型ＲＦＩＤタグ１００を管理対象とする大規模なシステムにおいても、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、ＲＦＩＤタグ１００内のデータに対するセキュリティ強度を実効的に高めることができ、仮に無線傍受等によるデータの不正抜き取りが行われたとしても、偽造やなりすまし等の悪用を事実上不可能にすることができ、また、ＲＦＩＤタグ１００に対して不正な無線アクセスが行われても、これを確実に排除することが可能になっている。

なお、上記の実施形態では、Ｒ／Ｗ２００が第１の処理層を形成し、管理サーバ３００が第２の処理層を形成しているが、管理側装置４００内における第１の処理層と第２の処理層の機能分担は必ずしも上記の分け方でなくてもよい。たとえば、設置場所の条件等によってＲ／Ｗ２００をとくに小型化したいような場合、そのＲ／Ｗ２００が担うべき第１の処理層の一部機能を管理サーバ３００側に分担させるようにしてもよい。

次に、本発明のさらに好適な実施形態について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、本発明によるＲＦＩＤタグ管理システムを回路機能に着目して示すブロック図である。図３は、ＲＦＩＤタグに設置される乱数生成部の構成例を示すブロック図である。図４は、図２に示したシステムをデータの挙動に着目して示す概念図である。

本発明によるＲＦＩＤタグ管理システムは、図２に示すようなＲＦＩＤタグ１００、Ｒ／Ｗ２００、管理サーバ３００を用いて好適に構築することができる。Ｒ／Ｗ２００と管理サーバ３００は、ＲＦＩＤタグ１００に対する管理側装置４００を形成する。

図２において、ＲＦＩＤタグ１００、Ｒ／Ｗ２００、管理サーバ３００はそれぞれ以下のような構成要素を有する。

（ＲＦＩＤタグ１００）
ＲＦＩＤタグ１００は、非接触受電および無線（ＲＦ）インターフェイス回路１１、不揮発性記憶領域１２、コマンド実行や認証などの処理を担う制御部１３を有する。

非接触受電および無線インターフェイス回路１１は、Ｒ／Ｗ２００から電波または電磁界による非接触給電を受けてＲＦＩＤタグ１００内の回路を動作させる電源を確保するとともに、この電源により起動されてＲ／Ｗ２００と無線によるデータ通信を行う。

不揮発性記憶領域１２には、ＲＦＩＤタグ１００のグループ属性を示すグループ代名詞Ｇ、あらかじめ暗号化された秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)、あらかじめ暗号化された秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）、管理側装置４００と無線通信によってやりとりされる認証データの暗号化／復号を行うための認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２，Ｗｐ１，Ｗｐ２などが格納されている。認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２，Ｗｐ１，Ｗｐ２は、Ｒ／Ｗ２００に対する認証用（Ｋｐ１，Ｋｐ２）と管理サーバ３００に対する認証用（Ｗｐ１，Ｗｐ２）の２組が用意されている。

秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）には、たとえば、人または個別物品の詳細データとその認証子、所有者の詳細データその認証子、履歴その認証子、秘密情報全体のディジタル署名などの情報が含まれている。各情報はそれぞれ所定のフォーマット形式で作成され、記憶領域１２に格納されている。

制御部１３は、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）暗号化／復号部１４、Ｒ／Ｗ２００等の管理側装置４００の正規性を判断する認証処理部１５、認証データ（Ａ１１，Ａ２１）生成部１６、乱数（Ｒｎ０〜Ｒｎ３）生成部１７、単純数値ａの設定部１８などを有する。これらの機能は論理回路および／またはマイクロチップ化されたＣＰＵを用いて構成されている。

乱数生成部１７は、図３にその構成をブロック図化して示すように、乱数格納部１７１、乱数保持部１７２，およびＡＥＳ暗号化部１７３によって構成される。乱数格納部１７１は、ＲＦＩＤタグ１００に初期データを設定する際に管理側装置がＲＦＩＤタグごとに生成した乱数生成用の乱数源（乱数シード）を格納する。乱数保持部１７２は、前回起動時に生成した乱数（前回乱数）を保持する。

ＡＥＳ暗号化部１７３は、ＲＦＩＤタグ１００がＲ／Ｗ２００からの非接触給電によって起動されるごとに、乱数格納部１７１に格納されている乱数源と乱数保持部１７２に保持されている前回の乱数をもとに、ＡＥＳ暗号化により乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ３を生成する。その生成乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ３のうち、乱数Ｒｎ３は、乱数保持部１７２に次回の乱数生成用の乱数として保持される。

上記のように、乱数生成部１７は、ＲＦＩＤタグ１００がＲ／Ｗ２００からの非接触給電によって起動されるごとに新規な乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ３を生成する。この生成乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ３のうち、乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ２は、後述するアンチコリジョンおよび認証データＡ１１，Ａ２１に使用される。

なお、前回乱数がない最初の乱数生成時における乱数保持部１７２には、ＲＦＩＤタグ１００に初期データを設定する際に、適当な初期データ（たとえばＲＦＩＤタグ１００ごとに設定された乱数）を保持させるようにしておけばよい。

（Ｒ／Ｗ２００）
Ｒ／Ｗ２００は、上記非接触受電および無線インターフェイス回路１１に対応する非接触給電および無線インターフェイス回路２１、不揮発性記憶領域２２、コマンド要求や認証などの処理を担う制御部２３を有する。

不揮発性記憶領域２２には、管理対象のＲＦＩＤタグ１００をグループ代名詞Ｇに基づいて識別するためのグループ管理データベースが形成されるとともに、認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２、グループ内共通の秘密鍵Ｋｓなどが、Ｒ／Ｗ２００にあらかじめ割り当てられた管理対象グループごとに格納されている。この場合、認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２はＲＦＩＤタグ１００に対する認証用だけが用意されている。

制御部２３は、ＡＥＳ暗号化／復号部２４、対象グループＧ識別部２５、認証データ処理部２６、単純数値更新部２８などを有する。単純数値更新部２８はカウンタ等を用いて構成される。認証データ処理部２６については後述する。

（管理サーバ３００）
管理サーバ３００はＲ／Ｗ２００とＷＡＮを介してＲＦＩＤタグ１００と情報をやりとりする。このとき、管理サーバ３００とＲ／Ｗ２００間の通信は当然暗号化／復号処理がなされるが、図中では省略する。この管理サーバ３００は、管理用の不揮発性記憶領域３２と、認証やデータの読み取り／書き込み等の処理を担う制御部３３を有する。

不揮発性記憶領域３２には、広範囲に分散設置された正規のＲ／Ｗ２００を個別に管理するためのデータベース、多数のＲＦＩＤタグ１００を個別に管理するためのデータベースがそれぞれ形成されるとともに、ＲＦＩＤタグ１００ごとに認証鍵Ｗｐ１，Ｗｐ２および秘密鍵Ｋｑを生成するためのマスター鍵Ｗｐｍ１，Ｗｐｍ２，Ｋｑｍなどが格納されている。

制御部３３は、ＡＥＳ暗号化／復号部３４、認証データ処理部３６、双線形ペアリング演算部３７、乱数発生器３８などを有する。双線形ペアリング演算部３７は、マスター鍵Ｗｐｍ１，Ｗｐｍ２，Ｋｑｍを用いてＲＦＩＤタグ１００ごとに個別の認証鍵Ｗｐ１，Ｗｐ２および秘密鍵Ｋｑを生成する。認証データ処理部３６および双線形ペアリング演算部３７については後述する。乱数発生器３８で生成した乱数は、ＲＦＩＤタグごとの乱数生成源として、ＲＦＩＤタグ１００の製造時または初期設定時にＲＦＩＤタグに送信して格納される。

次に、上述したＲＦＩＤタグ管理システムの動作について、図４を参照しながら説明する。

図４において、まず、Ｒ／Ｗ２００は、ＲＦＩＤタグ１００が非接触給電および無線通信が可能な領域に接近すると、そのＲＦＩＤタグ１００に対して、そのＲＦＩＤタグ１００の管理グループ属性を示すグループ代名詞Ｇと、そのＲＦＩＤタグ１００を認証するための秘密情報である認証データＡ１１の返信を要求するコマンドを送信する。このときのコマンドは公開データ形式で送信される。

このコマンドを受信したＲＦＩＤタグ１００は、Ｒ／Ｗ２００に対し、グループ代名詞Ｇを公開データ形式で返信するとともに、暗号化された第１の認証データＡ１１を送信する。

このとき、グループ代名詞Ｇは、Ｒ／Ｗ２００側でのアンチコリジョン処理のために乱数Ｒｎ０が付加されて無線送信される。この乱数Ｒｎ０は、ＲＦＩＤタグ１００が非接触給電を受けて起動されるごとに新規生成する乱数（Ｒｎ０）が使用される。

多数のＲＦＩＤタグを管理する大規模なシステムでは、Ｒ／Ｗ２００が、同じグルーブ代名詞Ｇを持つ複数のＲＦＩＤタグ１００を同時的に検出する場合が想定されるが、この場合、その複数のＲＦＩＤタグ１００を互いに識別するアンチコリジョン処理が必要となる。

そこで、実施形態では、ＲＦＩＤタグ１００からＲ／Ｗ２００に送信されるグループ代名詞Ｇに、ＲＦＩＤタグ１００ごとに生成される乱数Ｒｎ０を付加させるようにしている。Ｒ／Ｗ２００は、その乱数Ｒｎ０によって複数のＲＦＩＤタグを互いに識別することができ、それぞれに対して独立して無線によるデータのやりとりおよびコマンドあるいはメッセージ等の送信を行うことができる。

上記乱数Ｒｎ０は、データ通信における通信相手特定のためのＩＤいわゆる通信ＩＤ（あるいは端末ＩＤ）としての機能を持つが、この通信ＩＤはＲＦＩＤタグ１００が起動されるごとに新規生成される乱数であって、これによってＲＦＩＤタグ１００を特定することはできない。

つまり、グループ代名詞Ｇに付加された乱数Ｒｎ０は、ＲＦＩＤタグ１００の起動ごとにランダムに変動する浮動ＩＤ（あるいは仮ＩＤ）としての機能を持つが、ＲＦＩＤタグ１００を個別に特定するユニークＩＤにはならない。これにより、仮にその乱数Ｒｎ０が無線傍受されても、その傍受で得たデータによるＲＦＩＤタグ１００の個体識別と追跡、偽造、なりすましなどを不可能にしている。

第１の認証データＡ１１は、ＲＦＩＤタグ１００が起動されるごとに生成する乱数Ｒｎ１とあらかじめ設定された単純数値ａの２種類のデータを基にして組み立てられ、ＲＦＩＤタグ１００にあらかじめ付与された認証鍵Ｋｐ１を用いてＡＥＳ暗号化された後、無線送信される。

Ｒ／Ｗ２００は、ＲＦＩＤタグ１００から返信されたグループ代名詞Ｇに基づいて、そのＲＦＩＤタグ１００が管理対象であるか否かを判断し、管理対象でなかった場合は、その旨のコメントを発信して、そのＲＦＩＤタグ１００に対するアクセスをただちに終了させる。

ＲＦＩＤタグ１００が管理対象であった場合は、ＲＦＩＤタグ１００から送信された第１の認証データＡ１１を、グループ内で共通の認証鍵Ｋｐ１を用いてＡＥＳ復号する。これにより、Ｒ／Ｗ２００は、第１の認証データＡ１１の基である乱数Ｒｎ１と単純数値ａの２種類の基データを取得する。

次に、Ｒ／Ｗ２００は、その乱数Ｒｎ１と単純数値ａのうち、単純数値ａだけを所定の数学的規則にしたがって順次更新される別の単純数値ｃに置き換えることにより、第１の認証データＡ１１に対して乱数Ｒｎ１は同じで単純数値ｃだけが異なる第２の認証データＡ１２を組み立てる。この実施形態の場合、第２の認証データＡ１２側の単純数値ｃは、第１の認証データＡ１１側の単純数値ａに＋１ずつのインクリメント操作を行って作成する。

この第２の認証データＡ１２はグループ内で共通の認証鍵Ｋｐ２でＡＥＳ暗号化され、ＲＦＩＤタグ１００に対して、所定の動作（暗号化された秘密ＩＤ情報の読み出し）を要求するコマンドとともに無線送信される。

認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２は２つ（Ｋｐ１とＫｐ２）が対となってＲ／Ｗ２００に格納されている。Ｒ／Ｗ２００は、１あるいは複数のグループ属性のＲＦＩＤタグ１００を管理対象にするが、その管理対象となっているグルーブ属性の数だけ、認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２の対を有する。そして、ＲＦＩＤタグ１００から返信されたグループ代名詞Ｇに基づき、対応する認証鍵の対（Ｋｐ１とＫｐ２）を選択して上記暗号化／復号に用いる。

ＲＦＩＤタグ１００は、Ｒ／Ｗ２００からコマンドとともに送信された第２の認証データＡ１２を認証鍵Ｋｐ２でＡＥＳ復号することにより、第２の認証データＡ１２の基になっている乱数Ｒｎ１と単純数値ｃを取得する。

そして、第２の認証データＡ１２の基となっている乱数Ｒｎ１および単純数値ｃと、第１の認証データＡ１１の基となっている乱数Ｒｎ１および単純数値ａとをそれぞれ比較照合し、両認証データＡ１１，Ａ１２の乱数同士の同一性および単純数値同士の数学的関連性によってＲ／Ｗ２００の正規性を判断する。この正規性判断はデータ値の単純な比較処理によりきわめて簡単に行うことができる。

ここで、２つの認証データＡ１１，Ａ１２の各一方の基データをなす２つの乱数Ｒｎ１が互いに同一で、かつ、各他方の基データをなす２つの単純数値ａ，ｃ間にａ≦ｃという所定の数学的関連性があった場合は、Ｒ／Ｗ２００が正規であると判断して、そのＲ／Ｗ２００からのコマンド（暗号化された秘密ＩＤ情報の読み出し）を実行する。

一方、乱数同士の同一性または単純数値同士の数学的関連性のいずれか一方が成立しなかった場合は、Ｒ／Ｗ２００が正規でないと判断し、その旨のコメントを発信して、そのＲ／Ｗ２００に対する通信を強制終了させる。

上記コマンドが実行されると、ＲＦＩＤタグ１００側では、第１の認証データＡ１１の単純数値ａを第２の認証データＡ１２の単純数値ｃに置き換える（ａ←ｃ）。また、Ｒ／Ｗ２００側では、上記コマンドが実行されるごとに、または上記コマンドの送信動作が行われるごとに、第２の認証データＡ１２を組み立てるための単純数値ｃを＋１だけインクリメント更新（ｃ＝ｃ＋１）する。この＋１のインクリメントは、コマンドの無線送信が失敗して再試行（リトライ）が行われる場合でも行われる。

これにより、Ｒ／Ｗ２００が無線送信する第２の認証データＡ１２の基データは、その送信の成否に係わらず、無線送信の動作が行われるごとに違った内容となる。また、ＲＦＩＤタグ１００が無線送信する第１の認証データＡ１１の基データも、ＲＦＩＤタグ１００がコマンドを実行するごとに違った内容となる。その内容の違いは単純数値ａ，ｃの部分だけであるが、無線伝送されている間は認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２で暗号されているため、認証データＡ１１，Ａ１２全体のデータ内容が違っているように見える。

第２の認証データＡ１２は無線送信の動作ごとに変化するが、ＲＦＩＤタグ１００とＲ／Ｗ２００間では同じ内容のものが共有される。

認証データＡ１１，Ａ１２よってＲ／Ｗ２００の正規性を判断したＲＦＩＤタグ１００は、Ｒ／Ｗ２００から送信されたコマンドの実行により、ＲＦＩＤタグ１００内のあらかじめ暗号化されている秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)を、第２の認証データＡ１２を鍵情報とする暗号化処理により二重に暗号化し、これをＲ／Ｗ２００へ無線送信する。

Ｒ／Ｗ２００は、無線受信した二重の暗号化秘密ＩＤ情報を、第２の認証データＡ１２を鍵情報とする復号処理により復号し、元の暗号化秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)を再生する。さらに、この暗号化秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)をグループ内での共通秘密鍵Ｋｓで復号することにより、ＲＦＩＤタグ１００の特定に使用可能なＩＤ情報ＩＤｒｆを取得する。

以上のようにして、ＲＦＩＤタグ１００とＲ／Ｗ２００間で正規性の認証が行われるとともに、ＲＦＩＤタグ１００のグループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆがＲ／Ｗ２００によって取得される。

Ｒ／Ｗ２００は、取得したグループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆを、第２の認証データＡ１２の単純数値ｃとともに、管理サーバ３００へ引き渡す。これにより、管理サーバ３００は、そのグループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆに基づいて特定されるＲＦＩＤタグ１００に対して、Ｒ／Ｗ２００を中継しながら、秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み出しと書き込みのリモートアクセスを行う準備が整う。

管理サーバ３００による暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み出し／書き込みは、ＲＦＩＤタグ１００とＲ／Ｗ２００間での処理プロセスと同様、第１と第２の認証データＡ２１とＡ２２のやりとりによる正規性認証を前提にして行われる。

このため、ＲＦＩＤタグ１００は、Ｒ／Ｗ２００に対して作成した第１の認証データＡ１１とは別に、管理サーバ３００に対して第１の認証データＡ２１を作成する。この第１の認証データＡ２１は、ＲＦＩＤタグ１００の起動ごとに生成する乱数Ｒｎ２と単純数値ａを基データにして組み立てられるが、乱数Ｒｎ２はＲ／Ｗ２００に対する認証データＡ１１の乱数Ｒｎ１とは別の乱数である。

Ｒ／Ｗ２００への秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)の送信を完了したＲＦＩＤタグ１００は、管理サーバ３００からＲ／Ｗ２００を介して認証データの要求コマンドを受けて、乱数Ｒｎ２と単純数値ａを基データとする第１の認証データＡ２１を、ＲＦＩＤタグ１００ごとにあらかじめ付与された認証鍵Ｗｐ１で暗号化し、Ｒ／Ｗ２００を介して管理サーバ３００へ送信する。

管理サーバ３００は、グループ代名詞Ｇ、ＩＤ情報ＩＤｒｆ、マスター鍵Ｗｐｍ１を演算子とする双線形ペアリング演算により上記認証鍵Ｗｐ１を生成し、この認証鍵Ｗｐ１を用いて第１の認証データＡ２１を復号する。これにより、管理サーバ３００は、第１の認証データＡ２１の基である乱数Ｒｎ２と単純数値ａの２種類のデータを取得する。

このあと、管理サーバ３００は、その乱数Ｒｎ２と単純数値ａのうち、単純数値ａだけを、Ｒ／Ｗ２００にてインクリメント更新される単純数値ｃに置き換えることにより、第１の認証データＡ２１に対して乱数Ｒｎ２は同じで単純数値ｃだけが異なる第２の認証データＡ２２を組み立てる。

この第２の認証データＡ２２は、グループ代名詞Ｇ、ＩＤ情報ＩＤｒｆ、マスター鍵Ｗｐｍ２を演算子とする双線形ペアリング演算により生成される認証鍵Ｗｐ２で暗号化され、ＲＦＩＤタグ１００に対して、所定の動作（暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み出し／書き込み動作）を要求するコマンドとともに、Ｒ／Ｗ２００を介して送信される。

ＲＦＩＤタグ１００は、管理サーバ３００からコマンドとともに送信された第２の認証データＡ２２を、ＲＦＩＤタグ１００にあらかじめ付与された認証鍵Ｗｐ２で復号することにより、第２の認証データＡ２２の基になっている乱数Ｒｎ２と単純数値ｃを取得する。

そして、第２の認証データＡ２２の基となっている乱数Ｒｎ２および単純数値ｃと、第１の認証データＡ２１の基となっている乱数Ｒｎ２および単純数値ａとをそれぞれ比較照合し、両認証データＡ２１，Ａ２２の乱数同士の同一性および単純数値同士の数学的関連性によって管理サーバ３００側の正規性を判断する。この正規性判断はデータ値の単純な比較処理によりきわめて簡単に行うことができる。

ここで、２つの認証データＡ２１，Ａ２２の各一方の基データをなす２つの乱数Ｒｎ２が互いに同一で、かつ、各他方の基データをなす２つの単純数値ａ，ｃ間にａ≦ｃという所定の数学的関連性があった場合は、管理サーバ３００が正規であると判断して、その管理サーバ３００からのコマンドを実行する。

一方、乱数同士の同一性または単純数値同士の数学的関連性のいずれか一方が成立しなかった場合は、管理サーバ３００が正規でないと判断し、その旨のコメントを発信して、管理側装置４００（Ｒ／Ｗ２００と管理サーバ３００）に対する通信を強制終了させる。

ＲＦＩＤタグ１００が正規の管理サーバ３００から暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）の読み出しを要求するコマンドを受信した場合、ＲＦＩＤタグ１００はその暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を、第２の認証データＡ２２を鍵情報とする暗号化処理により二重に暗号化し、これをＲ／Ｗ２００を介して管理サーバ３００へ送信する。

管理サーバ３００は、その二重の暗号化秘密データを、第２の認証データＡ２２を鍵情報とする復号処理により復号し、元の暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を再生する。さらに、この暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）をＲＦＩＤタグ１００ごとに生成される秘密鍵Ｋｑで復号することにより、ＲＦＩＤタグ１００の秘密データＳｄａｔａを取得する。ＲＦＩＤタグ１００ごとの秘密鍵Ｋｑは、グループ代名詞Ｇ、ＩＤ情報ＩＤｒｆ、マスター鍵Ｋｑｍを演算子とする双線形ペアリング演算により生成される。

また、ＲＦＩＤタグ１００に対して正規の管理サーバ３００から暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を書き込む場合、管理サーバ３００はＲＦＩＤタグ１００へ、データの書き込みを要求するコマンドを送信する。

ＲＦＩＤタグ１００は、復号した第２の認証データＡ２２を第１の認証データＡ２１と比較照合することにより、コマンド発信元である管理サーバ３００の正規性を判断する。この正規性の判断は、上述したように、両認証データＡ２１，Ａ２２の乱数同士の同一性および単純数値同士の数学的関連性によって行う。この場合も、認証データ２１，Ａ２２の単純数値ａ，ｃは、コマンドの実行ごと、またはコマンド送信の実行（リトライも含む）ごとに更新される。

コマンド発信元が正規であると判断されたならば、管理サーバ３００から送信されてくる暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を所定の記憶領域に書き込む処理を実行する。書き込み用の暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）は、管理サーバ３００にて上記秘密鍵Ｋｑを用いて暗号化され、さらに第２の認証データＡ２２で二重に暗号化された状態で送信されてくる。

ＲＦＩＤタグ１００は、その二重の暗号化秘密データを第２の認証データＡ２２で復号することにより、管理サーバ３００側だけが持つ上記秘密鍵Ｋｑで暗号化された秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）を復号し、これを所定の記憶領域に書き込む、または所定の処理に活用する。

以上のように、ＲＦＩＤタグ１００の暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）については、Ｒ／Ｗ２００との間で行われる第１の認証プロセスと、管理サーバ３００との間で行われる第２の認証プロセスとにより、２段階に強化された強固なセキュリティが確保されるようになっている。

さらに、第１の認証プロセスでは認証鍵Ｋｐ１，Ｋｐ２と認証データＡ１１，Ａ１２による二重のセキュリティ効果が確保され、第２の認証プロセスでは認証鍵Ｗｐ１，Ｗｐ２と認証データＡ２１，Ａ２２と秘密鍵Ｋｑによる三重のセキュリティ効果が確保されるようになっている。

また、上記実施形態では、ＲＦＩＤタグ１００と管理側装置４００間での正規性の認証を暗号化された認証データ（Ａ１１，Ａ１２），（Ａ２１，Ａ２２）のやりとりによって行わせるとともに、その認証データ（Ａ１１，Ａ１２），（Ａ２１，Ａ２２）を乱数Ｒｎ１，Ｒｎ２と所定の数学的規則にしたがって順次更新される単純数値ａ，ｃを基にして組み立て、ＲＦＩＤタグ１００がＲ／Ｗ２００または管理サーバ３００からＲ／Ｗ２００を介して送信されたコマンドを実行するごとに、またはリトライを含むコマンドの送信動作ごとに、上記単純数値ａ，ｃを更新させるようにしている。

上記によれば、ＲＦＩＤタグ１００による管理側装置４００の正規性判断が、一意の固定データではなく、ＲＦＩＤタグ１００がコマンドを実行するごとに変動する認証データ（Ａ１１，Ａ１２），（Ａ２１，Ａ２２）によって行われる。これにより、暗号化された秘密情報が一意の固定データとして無線伝送されることを簡単に回避させることができる。しかもこれは、複雑で大規模な回路機能が必要なデータの同期などによらずに、単純数値ａ，ｃの更新という至極簡単な操作で行うことできる。

認証データ（Ａ１１，Ａ１２），（Ａ２１，Ａ２２）はその基データの一部に単純数値ａ，ｃを用いているが、この単純数値ａ，ｃと乱数Ｒｎ１，Ｒｎ２の組み合わせを暗号化すれば、データ全体が乱数化されて見える秘匿性の高い認証データとすることができる。

さらに、ＲＦＩＤタグ１００のコマンド実行によって無線伝送される暗号化秘密ＩＤ情報ＥＫｓ(ＩＤｒｆ)および暗号化秘密データＥＫｑ（Ｓｄａｔａ）はそれぞれ、秘密鍵Ｋｓ，Ｋｑであらかじめ暗号化された上に、そのコマンド実行ごと、またはコマンドの送信動作ごとに変動する認証データＡ１２，Ａ２２を用いて二重に暗号化されるので、秘匿性も非常に高められる。

したがって、仮に無線傍受によるデータの不正抜き取りが行われた場合でも、偽造やなりすまし等の悪用を事実上不可能にすることができる。また、ＲＦＩＤタグ１００に対して不正な無線アクセスが行われても、これを確実に排除することができる。このようにして、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、情報セキュリティ強度を大幅に高めることができる。

さらに、ＲＦＩＤタグ１００とＲ／Ｗ２００間の認証に先立ち、ＲＦＩＤタグ１００から公開データ形式のグループ代名詞Ｇを取得し、このグループ代名詞Ｇに基づいてＲＦＩＤタグ１００が管理対象であるか否かを判断し、管理対象のＲＦＩＤタグ１００だけに限定して上述した認証動作等を行わせることにより、管理対象が非常に多いシステムでも、その運用効率を高めることができる。

この場合、管理対象とするグループ代名詞ＧはＲ／Ｗ２００ごとにそれぞれ複数設定してもよい。また、Ｒ／Ｗ２００ごとに管理対象のグループ代名詞Ｇの組み合わせを異ならせてもよい。

以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。

たとえば、認証データ（Ａ１１，Ａ１２），（Ａ２１，Ａ２２）の基データに使用する単純数値ａ，ｃは、インクリメント以外の数学的規則によって更新させるようにしてもよい。つまり、数学的関連性の判定が容易に行えれば、インクリメント以外の規則で更新させてもよい。

また、管理サーバ３００における秘密鍵Ｗｐ１，Ｗｐ２，Ｋｑの生成は、双線形ペアリング演算によらずに、グループ代名詞ＧとＩＤ情報ＩＤｒｆによるデータベース検索などによって行ってもよい。

ＲＦＩＤタグ１００内における乱数Ｒｎ０〜Ｒｎ３の生成手段は、図３に示した構成例以外の手段であってもよく、たとえばＲＦＩＤタグ１００内に独立の真性乱数発生器を設置する構成でもよい。

多数のパッシブ型ＲＦＩＤタグを管理対象とするＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、システムの円滑な運用を妨げるような処理負担増をともなうことなく、ＲＦＩＤタグ内のデータに対するセキュリティ強度を実効的に高めることができ、仮に無線傍受等によるデータの不正抜き取りが行われたとしても、偽造やなりすまし等の悪用を事実上不可能にすることができ、また、ＲＦＩＤタグに対して不正な無線アクセスが行われても、これを確実に排除することが可能になる。

本発明の一実施形態をなすＲＦＩＤタグ管理システムの基本構成をデータの挙動に着目して示す概念図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ管理システムを回路機能に着目してブロック図である。 ＲＦＩＤタグに設置される乱数生成部の構成例を示すブロック図である。 図２に示したシステムをデータの挙動に着目して示す概念図である。

符号の説明

１００ ＲＦＩＤタグ
１１ 非接触受電および無線（ＲＦ）インターフェイス回路
１２ 不揮発性記憶領域
１３ 制御部
４００ 管理側装置
１４ 暗号化／復号部
１５ 認証処理部
１６ 認証データ生成部
１７ 乱数生成部
１７１ 乱数格納部
１７２ 乱数保持部
１７３ ＡＥＳ暗号化部
１８ 単純数値設定部
２００ Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）
２１ 非接触給電および無線（ＲＦ）インターフェイス回路
２２ 不揮発性記憶領域
２３ 制御部
２４ 暗号化／復号部
２５ 対象グループ識別部
２６ 認証データ処理部
２８ 単純数値更新部
３００ 管理サーバ
３２ 管理用の不揮発性記憶領域
３３ 制御部
３４ 暗号化／復号部
３６ 認証データ処理部
３７ 双線形ペアリング演算部
３８ 乱数生成器
Ｇ グループ代名詞
ＥＫｓ(ＩＤｒｆ) 暗号化秘密ＩＤ情報
Ｋｓ グループ内共通鍵
ＥＫｑ（Ｓｄａｔａ） 暗号化秘密データ
Ｋｑ 個別の秘密鍵
Ｋｐ１，Ｋｐ２ 認証鍵
Ｗｐ１，Ｗｐ２ 認証鍵
Ｒｎ０〜Ｒｎ３ 乱数
ａ，ｃ 単純数値
Ａ１１，Ａ１２ 認証データ
Ａ２１，Ａ２２ 認証データ
Ｗｐｍ１ マスター鍵
Ｗｐｍ２ マスター鍵
Ｋｑｍ マスター鍵

Claims (11)

1. Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）に接近して非接触給電を受けることにより起動されてそのＲ／Ｗと近距離の無線通信を開始するＲＦＩＤタグ（無線タグ）と、上記Ｒ／Ｗを介してＲＦＩＤタグとの情報のやりとりを行うことにより多数のＲＦＩＤタグの情報を集中管理する管理サーバを備えたＲＦＩＤタグ管理システムにおいて、
   ＲＦＩＤタグは、管理側装置（Ｒ／ＷまたはＲ／Ｗを介してＲＦＩＤタグと情報のやりとりを行う管理サーバ、以下同じ）との無線通信によってやりとりされる情報として、ＲＦＩＤタグのグループ属性を特定するためのグループ代名詞が組み込まれた公開データと、同じグループ属性内で共有される第１の種類の鍵情報によって暗号化されたＩＤ情報と、上記グループ代名詞と上記ＩＤ情報に基づいて特定または生成される第２の種類の鍵情報によって暗号化された書き換え可能な秘密データを有し、
   管理側装置は、ＲＦＩＤタグから取得されるグループ代名詞に基づいて管理対象グループのＲＦＩＤタグを選別し、その管理対象グループのＲＦＩＤタグから取得される暗号化ＩＤ情報を第１の種類の鍵情報で復号する第１の処理層と、上記グループ代名詞と上記第１の処理層を経て取得されるＩＤ情報に基づいて第２の種類の鍵情報を特定または生成し、この第２の種類の鍵情報を用いてＲＦＩＤタグの秘密データを復号すること、および／または上記第２の種類の鍵情報を用いて暗号化した秘密データをＲＦＩＤタグに書き込むことを行う第２の処理層が形成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
2. 請求項１において、ＲＦＩＤタグと管理側装置間での正規性の認証を、暗号化された認証データのやりとりによって行わせるとともに、その認証データを乱数と所定の数学的規則にしたがって順次更新される単純数値を基にして組み立て、ＲＦＩＤタグが管理側装置から送信されたコマンドを実行するごとに、または管理側装置によるコマンドの送信動作ごとに、上記単純数値を更新させることを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
3. 請求項１または２において、暗号化されたＩＤ情報および暗号化された秘密データをそれぞれ、少なくとも無線によって伝送される区間において、ＲＦＩＤタグと管理側装置の間で更新されながら共有される認証データを鍵情報とする暗号化／復号手段によって二重に暗号化することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数と所定の単純数値を基データとする第１の認証データを、ＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有される第１の認証鍵で暗号化して管理側装置へ送信し、
   管理側装置は、上記第１の認証データを上記第１の認証鍵で復号して、その基データ内の単純数値だけを所定の数学的規則にしたがって更新することにより第２の認証データを作成し、これを管理側装置とＲＦＩＤタグ間で共有される第２の認証鍵で暗号化して上記ＲＦＩＤタグに送信し、ＲＦＩＤタグは第２の認証鍵で復号して上記第２の認証データを取得し、
   第１と第２の両認証データ間での乱数同士の同一性および単純数値同士の数学的関連性によってＲＦＩＤタグと管理側装置間での正規性の認証を行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
5. 請求項４において、第１および第２の認証データ、第１および第２の認証鍵をそれぞれ、管理側装置に形成される第１の処理層および第２の処理層ごとに生成し、ＲＦＩＤタグと第１の処理層間での正規性の認証と、ＲＦＩＤタグと第２の処理層間での正規性の認証をそれぞれ、互いに異なる認証データと認証鍵により独立して行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
6. 請求項５において、ＲＦＩＤタグと第２の処理層間での正規性認証用の認証鍵をグループ代名詞とＩＤ情報に基づいて特定または生成することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数と所定の単純数値を基データとする第１の認証データを、ＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有される第１の認証鍵で暗号化して管理側装置へ送信し、
   管理側装置は、上記第１の認証データを第１の認証鍵で復号して、その基データ内の単純数値だけを所定の数学的規則にしたがって更新することにより第２の認証データを作成し、これを管理側装置とＲＦＩＤタグ間で共有される第２の認証鍵で暗号化して上記ＲＦＩＤタグに送信し、ＲＦＩＤタグは第２の認証鍵で復号することにより、上記第２の認証データをＲＦＩＤタグと管理側装置間で共有させようにし、
   暗号化されたＩＤ情報および暗号化された秘密データをそれぞれ、少なくとも無線によって伝送される区間において、上記第２の認証データを鍵情報とする暗号化／復号手段によって暗号化することを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
8. 請求項７において、第１および第２の認証データ、第１および第２の認証鍵をそれぞれ、管理側装置に形成される第１の処理層および第２の処理層ごとに生成し、暗号化されたＩＤ情報の暗号化／復号と、暗号化された秘密データの暗号化／復号をそれぞれ、互いに異なる認証データにより独立して行わせるようにしたことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、ＲＦＩＤタグは、起動ごとに生成される乱数をグループ代名詞に付加した公開データを管理装置側に無線送信し、管理装置側はその乱数を用いて複数のＲＦＩＤタグを互いに識別するアンチコリジョン処理を行うことを特徴とするＲＦＩＤタグ管理システム。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ管理システムに用いられるＲＦＩＤタグであって、管理側装置との無線通信によってやりとりされる情報として、ＲＦＩＤタグのグループ属性を特定するためのグループ代名詞が組み込まれた公開データと、同じグループ属性内で共有される第１の種類の鍵情報によって暗号化されたＩＤ情報と、グループ代名詞とＩＤ情報に基づいて特定または生成される第２の種類の鍵情報によって暗号化された書き換え可能な秘密データを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
11. 請求項１０において、認証データの基データとする乱数およびグループ代名詞に付加する乱数をそれぞれ生成するために、ＲＦＩＤタグごとに初期データを設定する際に管理側装置で生成した乱数を格納しておき、起動ごとに生成される乱数を保持して、この保持した乱数と格納した乱数をもとに共通鍵暗号方式で乱数を生成する手段を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。

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