JP2009093504A - 認証システム及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信装置側にＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる認証システムを提供する。
【解決手段】認証システム３ａにおいて、送信装置１ａは、認証用のＩＤナンバーを順次生成し、順次送信するＣＰＵ１１ａを含み、受信装置２ｂは、ＣＰＵ１１ａにより順次生成される一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を予め記憶するメモリ２３と、ＩＤナンバーを受信し、メモリ２３に記憶されるＩＤナンバー情報と、受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行うＣＰＵ２２ａと、を含む。このように、生成され得る一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を受信装置２ｂが予め記憶しているので、受信装置２ｂにＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は認証システム及び受信装置に関し、特にＩＤナンバーを適宜変更するＩＤナンバー変更型認証技術を用いる認証システム及び受信装置に関する。

携帯電話、パソコン、自動車等においては、持ち主以外の使用を禁止するためのセキュリティ機能が必要とされる。このようなセキュリティ機能を実現するために古くから金属製の鍵が用いられてきたが、近年、例えば特許文献１〜５に示されるような、ＩＤナンバー（識別番号や識別コード等ともいう。）を用いた認証技術も利用されるようになってきた。

上記認証技術では、鍵に相当する送信装置と、錠前に相当する受信装置とが用いられる。各装置は、ともに同一のＩＤナンバーを保持しており、受信装置は、送信装置が送信したＩＤナンバーと自身が記憶しているＩＤナンバーとを比較し、同一であれば認証ＯＫと判定し、同一でなければ認証ＮＧと判定する。

このような認証技術の中には、上記ＩＤナンバーを所定規則によって適宜変更するようにすることで、セキュリティをより高めているものもある（例えば特許文献１〜４参照）。以下、このような認証技術をＩＤナンバー変更型認証技術と称する。
特開平８−１４４５９４号公報 特開平８−１７０４５７号公報 特開平９−１７７３９７号公報 特開平１０−６１２７８号公報 特開平１１−８８４９９号公報

ＩＤナンバー変更型認証技術においてＩＤナンバーを適宜変更するためには、送信装置と受信装置のいずれもが、所定規則にしたがって適宜新しいＩＤナンバーを生成していく必要がある。しかしながら、このようなＩＤナンバー生成処理機能を備えることが、特に受信装置側において小型化や低消費電力化の観点から望ましくない場合（受信装置が携帯電話である場合等）があり、受信装置側にＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更を実現できるＩＤナンバー変更型認証技術が望まれていた。

したがって、本発明の目的は、受信装置側にＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる認証システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記認証システム用の受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明にかかる認証システムは、送信装置と受信装置とを含み、前記送信装置は、認証用のＩＤナンバーを順次生成するＩＤナンバー生成手段と、前記ＩＤナンバー生成手段により生成されたＩＤナンバーを順次送信するＩＤナンバー送信手段と、を含み、前記受信装置は、前記ＩＤナンバー生成手段により順次生成される一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を予め記憶するＩＤナンバー情報記憶手段と、前記ＩＤナンバーを受信するＩＤナンバー受信手段と、前記ＩＤナンバー情報記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う認証処理手段と、を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、生成され得る一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を受信装置が予め記憶しているので、受信装置側にＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる。

また、上記認証システムにおいて、前記送信装置及び前記受信装置はそれぞれカウンタを有し、各カウンタは互いに同期しており、前記ＩＤナンバーは前記送信装置のカウンタのカウント値に対して一意に決まるデータであり、前記ＩＤナンバー記憶手段は前記各カウンタのカウント値に対応付けて前記ＩＤナンバー情報を記憶し、前記受信装置は、当該受信装置のカウンタのカウント値を取得するカウント値取得手段、を含み、前記認証処理手段は、前記カウント値取得手段により取得されるカウント値と対応付けて前記ＩＤナンバー記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う、こととしてもよい。これによれば、カウント値に対して一意に決まるＩＤナンバーを用いるので、受信装置は、カウント値をキーとして、送信装置において生成されたＩＤナンバーに関するＩＤナンバー情報を取得することができる。

また、上記認証システムにおいて、前記送信装置及び前記受信装置はそれぞれクロックを有し、前記各カウンタは、当該カウンタと同じ装置内にあるクロックに同期するカウント処理を行う、こととしてもよい。クロックは、狂わない限り、装置によらず一定間隔で時を刻むものである。したがって、これによれば、各装置のカウンタを同期させることができる。

また、上記認証システムにおいて、前記受信装置のカウンタは前記認証処理手段の認証が成功した場合にカウント処理を行い、前記受信装置は、前記認証処理手段の認証が成功した場合に所定情報を前記送信装置に対して送信する所定情報送信手段、を含み、前記送信装置は、前記所定情報を受信する所定情報受信手段、を含み、前記送信装置のカウンタは前記所定情報が受信された場合にカウント処理を行う、こととしてもよい。このようにしても、各装置のカウンタを同期させることができる。また、認証失敗時にはカウントを行わないようにすることができるので、ＩＤナンバー記憶手段に記憶しておくべきＩＤナンバー情報の量を減らすことができる。

また、上記各認証システムにおいて、前記ＩＤナンバー生成手段は、前記送信装置のカウンタのカウント値に対して一意に決まる擬似乱数を順次発生させ、複数の生成用関数の中から、発生した擬似乱数と対応付けられる生成用関数を順次選択し、選択した生成用関数を用いてＩＤナンバーを順次生成する、こととしてもよい。これによれば、擬似乱数を用いて、カウント値に対して一意に決まるＩＤナンバーを生成することができる。

また、上記各認証システムにおいて、前記生成用関数は単調増加関数であり、前記ＩＤナンバー生成手段は、所与の範囲内における前記ＩＤナンバーの増加が所与の繰り返し回数にわたって繰り返されるよう、選択した生成用関数を用いて生成したＩＤナンバーを制御する、こととしてもよいし、前記繰り返し回数は、繰り返しが完了する都度更新される、こととしてもよい。

また、上記各認証システムにおいて、前記受信装置は、前記認証処理手段の認証が成功した場合に、利用対象機器に対して使用制限解除信号を送信する、こととしてもよい。これによれば、認証が成功した場合に、利用対象機器の使用制限を解除することができる。

また、上記各認証システムにおいて、前記受信装置は、前記認証処理手段の認証が所定時間にわたって成功しない場合に、利用対象機器に対して使用制限信号を送信する、こととしてもよい。これによれば、受信装置の側から、利用対象機器の使用を制限することができる。

また、この認証システムにおいて、前記受信装置は、前記利用対象機器から前記所定時間の設定を受け付ける、こととしてもよい。これによれば、利用対象機器から所定時間を設定することができる。

また、本発明にかかる受信装置は、認証用のＩＤナンバーを順次生成するＩＤナンバー生成手段により順次生成される一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を予め記憶するＩＤナンバー情報記憶手段と、前記ＩＤナンバー生成手段により生成されたＩＤナンバーを受信するＩＤナンバー受信手段と、前記ＩＤナンバー情報記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う認証処理手段と、を含むことを特徴とする。

このように、本発明によれば、受信装置側にＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１にかかる送信装置１ａ及び受信装置２ａを含む認証システム３ａのシステム構成を示す図である。なお、送信装置１ａは財布やキーホルダー等の人が身に付けるものに収納若しくは内蔵されているものであり、受信装置２ａは個人情報やクレジットカード情報を記憶している携帯電話やパソコン（以下、利用対象機器という。）に内蔵若しくは付加されているものである。

図１に示すように、送信装置１ａはバッテリ１０、ＣＰＵ１１ａ、無線送信部１４、クロック１５を含んで構成される。このうちＣＰＵ１１ａは、その内部にメモリ１２及びカウンタ１３ａを含んで構成される。一方、受信装置２ａは無線受信部２１、ＣＰＵ２２ａ、クロック２５を含んで構成される。このうちＣＰＵ２２ａは、その内部にメモリ２３及びカウンタ２４ａを含んで構成される。

まず、送信装置１ａの構成について説明する。バッテリ１０は、バックアップ用電池と駆動用電池とを含んで構成される。バックアップ用電池は、メモリ１２内の情報の保持と、カウンタ１３ａのカウンタ値の更新を行うために用いられる。一例ではボタン型のリチウムイオン電池であり、定格でＤＣ３Ｖの電圧を供給する。このバックアップ用電池には、大凡３年程度交換せずに用いることができる容量のものを用いることが好適である。一方、駆動用電池は、ＣＰＵ１１ａが行うその他の処理や無線送信部１４による無線送信の際の電力供給にも用いられる。こちらは大凡３ヶ月に１度の交換が想定されている。

ＣＰＵ１１ａは、メモリ１２に記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、送信装置１ａの各部の制御を含む各種処理を行う。この各種処理には、カウンタ１３ａからのカウンタ値の取得、認証用のＩＤナンバーの順次生成、無線送信部１４に対するＩＤナンバー送信指示等の各処理が含まれる。これらの処理の詳細については後述する。

メモリ１２は、本実施形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵ１１ａのワークメモリとしても動作する。メモリ１２が記憶しているプログラムには、ＣＰＵ１１ａがＩＤナンバーを順次生成する際の生成アルゴリズム（ＩＤナンバー生成アルゴリズム）を実現するためのプログラムが含まれる。

カウンタ１３ａは、水晶振動子を利用してクロックパルスを生成しているクロック１５に同期するカウント処理を行う。図２は、このカウント処理の処理フロー図である。同図に示すように、まず始めに、外部からカウンタ１３ａのカウント値がリセットされる（ステップＳ１）。その後、カウンタ１３ａは、クロック１５からクロックパルスを受信し、このクロックパルスに基づいて１５秒間を計時する（ステップＳ２）。１５秒が経過すると、カウンタ１３ａは、カウント値を１増加させる（ステップＳ３）。以降、ステップＳ２及びＳ３の処理を繰り返す。

無線送信部１４は、ＣＰＵ１１ａが順次生成するＩＤナンバーを順次無線送信する機能を有する。具体的な例では、無線送信部１４は、ＣＰＵ１１ａから入力されるＩＤナンバーを用いて３００ＭＨｚの搬送波を変調し、変調信号をアンテナから無線送信する。

次に、受信装置２ａの構成について説明する。無線受信部２１は、アンテナに到来した無線信号を復調し、復調の結果得られるデータ、すなわちＩＤナンバーをＣＰＵ２２ａに出力する機能を有する。

ＣＰＵ２２ａは、メモリ２３に記憶されるプログラムを実行するための処理ユニットであり、受信装置２ａの各部の制御を含む各種処理を行う。この各種処理には、カウンタ２４ａからのカウンタ値の取得、ＩＤナンバー情報（後述）のメモリ２３からの読み出し、無線受信部２１から入力されるＩＤナンバーの認証の各処理が含まれる。これらの処理の詳細については後述する。

メモリ２３は、本実施形態を実施するためのプログラムやデータを記憶している。また、ＣＰＵ２２ａのワークメモリとしても動作する。メモリ２３が記憶しているデータには、カウンタ２４ａのカウント値とＩＤナンバー情報とを対応付けるＩＤナンバー情報テーブルが含まれる。

カウンタ２４ａは、カウンタ１３ａと同様な処理により、水晶振動子を利用してクロックパルスを生成しているクロック２５に同期するカウント処理を行う。このように、カウンタ２４ａとカウンタ１３ａはいずれもクロックに同期するカウント処理を行っており、その結果として互いに同期している。

以下、送信装置１ａ及び受信装置２ａの動作について、処理フロー図を参照しながら順を追って説明していく。

図３は、送信装置１ａ及び受信装置２ａの工場出荷時に行う初期化処理の処理フロー図である。この初期化処理は、送信装置１ａ及び受信装置２ａを初期化処理用コンピュータ（不図示）に接続し、この初期化処理用コンピュータで初期化用プログラムを実行することによって行う。

図３に示すように、まず、初期化処理用コンピュータは、ＣＰＵ１１ａがＩＤナンバーを順次生成する際の生成アルゴリズム（ＩＤナンバー生成アルゴリズム）を決定する（ステップＳ１０）。このＩＤナンバー生成アルゴリズムは、生成されるＩＤナンバーが、カウンタ１３ａのカウント値に対して一意に決まるデータとなるように設計されたものである。

ここで、このようなＩＤナンバー生成アルゴリズムの具体的な例について、図４〜図７を参照しながら説明する。図４〜図７は、ＣＰＵ１１ａがＩＤナンバー生成アルゴリズムに基づいてＩＤナンバーを順次生成する際の処理フローを示す図である。

ＣＰＵ１１ａは、まず、カウンタ１３ａのカウント値に対して一意に決まる擬似乱数を発生させる（ステップＳ２０）。このＩＤナンバー生成アルゴリズムにおいては、この擬似乱数がカウント値に対して一意に決まるようになっていることにより、最終的に生成されるＩＤナンバーもカウント値に対して一意に決まるデータとなる。

上記擬似乱数は１，２，３のいずれかの値をとる。これらは、それぞれ以下の式（１），式（２），式（３）で示される生成用関数と対応付けられており、ＣＰＵ１１ａは、発生した擬似乱数と対応付けられる生成用関数を選択する（ステップＳ２１）。なお、これらの生成用関数はいずれも単調増加関数である。ここで、各式において、ｘは１回前に生成したＩＤナンバーであり、Ａ，Ｂ，ｎは１以上の整数であり、ｙは今回生成されるＩＤナンバーである。
ｙ＝ｘ＋１ ・・・式（１）
ｙ＝Ａｘ＋Ｂ ・・・式（２）
ｙ＝Ａｘ^ｎ＋Ｂ ・・・式（３）

次に、ＣＰＵ１１ａは、前回生成したＩＤナンバーｘを取得する（ステップＳ２２）。このために、ＣＰＵ１１ａは生成したＩＤナンバーをメモリ１２に記憶しておくようにすることが好適である。なお、ＣＰＵ１１ａが一連の処理を初めて行う場合には前回生成したＩＤナンバーが存在しないが、このような場合には、前回生成したＩＤナンバーとして所定の初期値（例えば０）を取得するようにすることが好適である。

ＣＰＵ１１ａは、取得したＩＤナンバーｘを、ステップＳ２１において選択した生成用関数に適用することにより、新たなＩＤナンバーｙを生成する（ステップＳ２３）。ただし、ここで生成したＩＤナンバーｙは仮の値であり、以降の処理を経た後最終的なＩＤナンバーが生成される。

次に、ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ２３で生成したＩＤナンバーｙが、予め定められる範囲Ａ〜Ｄのうちいずれに属するかを判定する（ステップＳ２４）。ここで、ＩＤナンバーの初期値として０を用い、かつ生成用関数として上記式（１）〜式（３）を用いる場合、範囲Ａは０以上１，０００，０００未満、範囲Ｂは１，０００，０００以上１，０００，０００，０００未満、範囲Ｃは１，０００，０００，０００以上１，０００，０００，０００，０００未満、範囲Ｄは１，０００，０００，０００，０００以上とすることが好適である。ただし、このように範囲Ａ〜Ｄの順で大きくなる連続した整数を用いる他にも、範囲Ａ〜Ｄの間で、ＩＤナンバーの範囲が不連続である例や、大小関係が入れ違いになっている例を用いることもできる。このように複雑にすることで、ＩＤナンバーの盗聴の防止に高い効果が得られる。

ステップＳ２４で範囲Ａと判定した場合、ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ２３で生成したＩＤナンバーｙを、そのまま最終的なＩＤナンバーとして出力する。

ステップＳ２４で範囲Ｂと判定した場合、ＣＰＵ１１ａは、図５に示すように、前回最終的に生成したＩＤナンバーの範囲が範囲Ａ又は範囲Ｂのいずれであったかを判定する（ステップＳ２５）。なお、範囲Ｃ又は範囲Ｄの選択肢がないのは、範囲Ｃ又は範囲Ｄから範囲Ｂに遷移する場合がないからである。範囲Ｂであった場合、ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ２３で生成したＩＤナンバーｙを、そのまま最終的なＩＤナンバーとして出力する。一方、範囲Ａであった場合、ＣＰＵ１１ａは範囲ＡがこれまでにＮＲ回（ＩＤナンバー生成アルゴリズムに組み込まれている一連の整数値のうちのひとつ。ＣＰＵ１１ａが一連の処理を初めて行う場合には一連の整数値の第１番目の値が数値ＮＲとして用いられる。この値は、後述するステップＳ４１において、順次更新される。）にわたって繰り返されているか否かを判定する（ステップＳ２６）。すなわち、ＣＰＵ１１ａは、ＮＲ回繰り返すことなくＩＤナンバーの範囲が範囲Ａから範囲Ｂへと変化した場合、ＩＤナンバーを範囲Ａの最小値０に置換して出力する（ステップＳ２７）。つまり、ＣＰＵ１１ａは、範囲Ａ内におけるＩＤナンバーの増加がＮＲ回にわたって繰り返されるよう、選択した生成用関数を用いて生成したＩＤナンバーを制御している。そして、この繰り返しがＮＲ回に達した場合（ステップＳ２６の肯定判定）、ＣＰＵ１１ａは、繰り返し回数ＮＲを次の値に更新する（ステップＳ４１）。つまり、ＣＰＵ１１ａは、繰り返しが完了する都度繰り返し回数ＮＲを更新する。そして、ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ２３で生成したＩＤナンバーｙを、そのまま最終的なＩＤナンバーとして出力する。

ステップＳ２４で範囲Ｃと判定した場合には、ＣＰＵ１１ａは、図６に示すように、前回最終的に生成したＩＤナンバーの範囲が範囲Ａ、範囲Ｂ、又は範囲Ｃのいずれであったかを判定する（ステップＳ２８）。範囲Ｃであった場合、ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ２３で生成したＩＤナンバーｙを、そのまま最終的なＩＤナンバーとして出力する。一方、範囲Ａであった場合の処理はステップＳ２６及びステップＳ２７の処理と同様である（ステップＳ２９及びステップＳ３０）。また、範囲Ｂであった場合の処理もステップＳ２６及びステップＳ２７の処理と同様であるが（ステップＳ３１及びステップＳ３２）、ステップＳ３２では、ＣＰＵ１１ａは、ＩＤナンバーを範囲Ｂの最小値１，０００，０００に置換して出力する。

ステップＳ２４で範囲Ｄと判定した場合には、ＣＰＵ１１ａは、図７に示すように、前回最終的に生成したＩＤナンバーの範囲が範囲Ａ、範囲Ｂ、又は範囲Ｃのいずれであったかを判定する（ステップＳ３３）。範囲Ａであった場合の処理はステップＳ２６及びステップＳ２７の処理と同様であるが（ステップＳ３４及びステップＳ３５）、ステップＳ３４で範囲ＡをＮＲ回繰り返したと判定した場合にも、ＩＤナンバーを範囲Ａの最小値０に置換して出力する（ステップ４０）。また、範囲Ｂであった場合の処理はステップＳ３１及びステップＳ３２の処理と同様であるが（ステップＳ３６及びステップＳ３７）、ステップＳ３５でＮＲ回繰り返したと判定した場合、ＩＤナンバーを範囲Ａの最小値０に置換して出力する（ステップ４０）。さらに、範囲Ｃであった場合の処理もステップＳ３６及びステップＳ３７の処理と同様であるが（ステップＳ３８及びステップＳ３９）、ステップＳ３９では、ＣＰＵ１１ａは、ＩＤナンバーを範囲Ｃの最小値１，０００，０００，０００に置換して出力する。

さて、図３の説明に戻る。初期化処理用コンピュータは、決定した生成アルゴリズムを実現するためのプログラムを送信装置１ａのメモリ１２に書き込む（ステップＳ１２）。そして、送信装置１ａのカウンタ１３ａと受信装置２ａのカウンタ２４ａを同時にリセットする（ステップＳ３）。このリセットの結果、両カウンタのカウント値は、クロックが狂わない限り、同一の値を保つことになる。

さらに、初期化処理用コンピュータは、各カウント値（各カウンタが今後刻んでいく一連のカウント値）にそれぞれ対応するＩＤナンバーを、ステップＳ１で決定したＩＤナンバー生成アルゴリズムにしたがって生成する（ステップＳ１３）。そして、生成したＩＤナンバーに基づいてＩＤナンバー情報テーブルを生成し、受信装置２ａのメモリ１２に書き込む（ステップＳ１４）。これにより、メモリ１２はＩＤナンバー情報記憶手段として機能することになる。

図８はＩＤナンバー情報テーブルの例を示す図である。同図に示すように、ＩＤナンバー情報テーブルは、カウント値に対応付けて、ＣＰＵ１１ａにより順次生成される一連のＩＤナンバーに関するＩＤナンバー情報を記憶するテーブルである。ここで、ＩＤナンバー情報はＩＤナンバーの範囲（ここでは上記範囲Ａ〜Ｃ）を示す情報である。また、ＩＤナンバー情報テーブルは、同一のＩＤナンバー情報が連続する場合、それらのＩＤナンバー情報に対応するカウント値を１つにまとめて記憶している。図８では、カウント値０〜１０４が範囲Ａ、カウント値１０５〜２０５が範囲Ｂ、カウント値２０６〜３０７が範囲Ｃ、カウント値３０８〜４１０が範囲Ａ、のようにカウント値とＩＤナンバー情報とが対応付けられている。

以上が初期化処理である。次に、工場出荷後、送信装置１ａ及び受信装置２ａがユーザの手に渡った後の処理について説明する。まず、送信装置１ａによるＩＤナンバーの送信処理について、図９を参照しながら説明する。図９は、送信装置１ａのＣＰＵ１１ａが行うＩＤナンバー送信処理の処理フローを示す図である。ＣＰＵ１１ａは、まず、繰り返し回数ＮＲの第１番目の値を取得する（ステップＳ４５）。次に、カウンタ１３ａのカウント値を監視し（ステップＳ４６）、このカウント値が変化した場合に、ＩＤナンバー生成処理を行う（ＩＤナンバー生成手段）（ステップＳ４７）。このＩＤナンバー生成処理の詳細は上述した通りである（図４〜図７）。ＣＰＵ１１ａは、生成したＩＤナンバーを送信するよう、無線送信部１４に対して指示し、ステップＳ４６に戻ってカウント値の変化を待機する（ステップＳ４８）。なお、この指示を受ける無線送信部１４は、ＣＰＵ１１ａによって生成されたＩＤナンバーを順次無線送信する（ＩＤナンバー送信手段）。

図１０は、無線送信部１４がＩＤナンバーを送信する際の信号フォーマットを示す図である。同図に示すように、無線送信部１４は、ＩＤナンバーとともに、プリアンブル、同期ワード、固有ＩＤ、及びＣＲＣ（巡回冗長検査符号）も送信する。プリアンブル及び同期ワードは、無線通信成立のために必要な無線信号のヘッダ情報である。ＣＲＣはビットエラーを検出修正するための情報である。固有ＩＤは予め送信装置１ａと受信装置２ａの双方のメモリに書き込まれるデータであり、認証の一端を担う。例えば利用対象機器が携帯電話である場合、電話番号や機体番号を、この固有ＩＤとして用いることができる。なお、送信装置１ａは、固有ＩＤを暗号化してから送信することとしてもよい。この場合、受信装置２ａは固有ＩＤの復号を行う。また、図１０に示した信号全体をインターリーブ（順序入れ替え）してから送信することとしてもよい。この場合、受信装置２ａはデインターリーブを行う。

次に、受信装置２ａによるＩＤナンバーの認証処理について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、受信装置２ａのＣＰＵ２２ａが行うＩＤナンバー認証処理の処理フローを示す図である。ＩＤナンバー認証処理では、ＣＰＵ２２ａは、無線受信部２１を介してＩＤナンバーが受信されるのを待機する。まず、無線受信部２１がＩＤナンバーを受信する（ＩＤナンバー受信手段）と（ステップＳ５０）、ＣＰＵ２２ａはカウンタ２４ａのカウント値を取得する（カウント値取得手段）（ステップＳ５１）。そして、取得したカウント値に対応するＩＤナンバー情報を、メモリ２３に記憶されるＩＤナンバー情報テーブルから取り出す（ステップＳ５２）。図８の例に即して説明すると、例えばカウンタ値が１５０のときには、ＩＤナンバー情報として「範囲Ｂ」が取り出される。

ＣＰＵ２２ａは、以上のようにして取り出したＩＤナンバー情報と、受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う（認証処理手段）。図１１の例では、受信したＩＤナンバーが、取り出したＩＤナンバー情報により示されるＩＤナンバーの範囲（例えば、上記範囲Ａ〜Ｃのいずれか）内にあるか否かを判定する（ステップＳ５３）。範囲内にあれば、認証ＯＫと判定し、利用対象機器に対して使用制限解除信号を送信する（ステップＳ５４）。利用対象機器は、通常は、自ら使用制限をかけている（具体的にはキーロック等）が、この使用制限解除信号を受信した場合には、予め定められた一定時間に限り、使用制限を解除する。一方、ＣＰＵ２２ａは、ステップＳ５３で範囲内にないと判定した場合、認証ＮＧと判定し、使用制限解除信号の送信を行わない（ステップＳ５５）。

なお、受信装置２ａは、上記ＩＤナンバーの認証処理以外にも、固有ＩＤの認証処理も行う。この認証処理では、受信装置２ａは、ＩＤナンバーとともに受信された固有ＩＤが、メモリ２３に記憶される固有ＩＤと等しいか否かを判定する。そして、等しければ認証ＯＫ、等しくなければ認証ＮＧと判定する。固有ＩＤとＩＤナンバーのいずれかについて認証ＮＧであれば、受信装置２ａは使用制限解除信号の送信を行わない。

以上説明したように、認証システム３ａによれば、生成され得る一連のＩＤナンバーに関し、ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を受信装置２ａが予め記憶しているので、受信装置２ａにＩＤナンバー生成処理機能を備えずにＩＤナンバー変更型認証技術のＩＤナンバー変更を実現できる。そしてその結果、受信装置２ａの消費電力が低減され、その電池にも従来より小さいものを用いることができるようになり、連続動作時間の改善にもつながる。

また、カウント値に対して一意に決まるＩＤナンバーを用いるので、受信装置２ａは、カウント値をキーとして、送信装置１ａにおいて生成されたＩＤナンバーに関するＩＤナンバー情報を取り出すことができる。

さらに、受信装置２ａにＩＤナンバー全桁を記憶させるのではなく、ＩＤナンバーの範囲を記憶させるようにしているので、受信装置２ａの記憶量を減らすことができる。

［実施形態２］
図１２は、本発明の実施形態２にかかる送信装置１ｂ及び受信装置２ｂを含む認証システム３ｂのシステム構成を示す図である。なお、図１２において、図１に示した構成要素と同一の部分には、図１と同一の符号を付している。図１２に示すように、送信装置１ｂは、送信装置１ａのＣＰＵ１１ａ及びカウンタ１３ａをそれぞれＣＰＵ１１ｂ及びカウンタ１３ｂで置き換え、さらに無線送信部１４に代えて無線送受信部１６を含むようにしたものである。また、受信装置２ｂは、受信装置２ａのＣＰＵ２２ａ及びカウンタ２４ａをそれぞれＣＰＵ２２ｂ及びカウンタ２４ｂで置き換え、さらに無線受信部２１に代えて無線送受信部２６を含むようにしたものである。

本実施形態の各カウンタは、ＩＤナンバー認証処理の認証結果に応じてカウント処理を行うという点において実施形態１の各カウンタと相違している。以下、詳細に説明する。

図１３は、受信装置２ｂのＣＰＵ２２ｂが行うＩＤナンバー認証処理の処理フローを示す図である。図１３において、図１１に示した処理と同一の処理には、図１１と同一の符号を付している。図１３の処理と図１１の処理とでは、ステップＳ５４の処理の後に所定情報（ここでは受信したＩＤナンバーそのものとする。）を無線返信する点が異なっている（ステップＳ５６）。つまり、ＣＰＵ２２ｂは、認証ＯＫと判定した場合（認証が成功した場合）に、無線送受信部２６に、受信したＩＤナンバーを無線送信させている。無線送受信部２６は、ＣＰＵ２２ｂの指示に従い、受信したＩＤナンバーを送信する（所定情報送信手段）。

送信装置１ｂの無線送受信部１６は、こうして無線送信されたＩＤナンバーを受信し、ＣＰＵ１１ｂに出力する。ＣＰＵ１１ｂは、この入力を受けた場合に、カウンタ１３ｂにカウント値を更新させる。なお、ＣＰＵ１１ｂは、受信されたＩＤナンバーが、自身が送信したものと同一であるか否かを判定し、同一である場合にのみカウンタ１３ｂにカウント値を更新させるようにすることが、より好適である。

図１４は、カウンタ１３ｂのカウント処理の処理フロー図である。図１４において、図２に示した処理と同一の処理には、図２と同一の符号を付している。同図に示すように、カウンタ１３ｂは、上述のようにして返信されたＩＤナンバーが受信された場合に、カウント値を１増加させる（ステップＳ４の肯定判定）。

受信装置２ｂにおいても、同様にカウント値の更新がなされる。図１５は、カウンタ２４ｂのカウント処理の処理フロー図である。図１５においても、図２に示した処理と同一の処理には、図２と同一の符号を付している。同図に示すように、カウンタ１３ｂは、上述のようにしてＩＤナンバーを返信した場合に、カウント値を１増加させる（ステップＳ５の肯定判定）。

以上のように、本実施形態によっても、各装置のカウンタを同期させることができる。また、認証失敗時にはカウントを行わないようにすることができるので、実施形態１に比べ、メモリ２３に記憶しておくべきＩＤナンバー情報の量を減らすことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記各実施形態における利用対象機器には、上述した携帯電話やパソコンの他、車両や家屋なども含まれる。また、送信装置と受信装置との間の通信も無線通信に限られるものではなく、例えば接触通信等を用いることもできる。

また、上記各実施形態では、利用対象機器が自ら使用制限をかけることとしたが、受信装置が、所定時間にわたって認証ＯＫとならなかった場合に、利用対象機器に対して使用制限信号を送信し、利用対象機器は、この使用制限信号が受信された場合に、自らの使用を制限することとしてもよい。また、この所定時間は、利用対象機器の側から受信装置に対して設定可能とすることが好ましい。この場合、受信装置は、利用対象機器から所定時間の設定を受け付けてメモリ内に記憶し、上記判定に用いる。

また、上記各実施形態では、ＩＤナンバー情報として上記範囲Ａ〜Ｃ（ＩＤナンバー生成時の繰り返し範囲）を示す情報を用いたが、ＩＤナンバー情報としてＩＤナンバー生成時の繰り返し範囲以外の範囲を示す情報を用いることも可能である。

本発明の実施形態１にかかる送信装置及び受信装置を含む認証システムのシステム構成を示す図である。 本発明の実施形態１にかかるカウント処理の処理フロー図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置及び受信装置の工場出荷時に行う初期化処理の処理フロー図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置が、ＩＤナンバー生成アルゴリズムに基づいてＩＤナンバーを順次生成する際の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置が、ＩＤナンバー生成アルゴリズムに基づいてＩＤナンバーを順次生成する際の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置が、ＩＤナンバー生成アルゴリズムに基づいてＩＤナンバーを順次生成する際の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置が、ＩＤナンバー生成アルゴリズムに基づいてＩＤナンバーを順次生成する際の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態１にかかるＩＤナンバー情報テーブルの例を示す図である。 本発明の実施形態１にかかる送信装置が行うＩＤナンバー送信処理の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態１にかかる無線送信部がＩＤナンバーを送信する際の信号フォーマットを示す図である。 本発明の実施形態１にかかる受信装置が行うＩＤナンバー認証処理の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態２にかかる送信装置及び受信装置を含む認証システムのシステム構成を示す図である。 本発明の実施形態２にかかる受信装置が行うＩＤナンバー認証処理の処理フローを示す図である。 本発明の実施形態２にかかる送信装置のカウンタのカウント処理の処理フロー図である。 本発明の実施形態２にかかる受信装置のカウンタのカウント処理の処理フロー図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ 送信装置
２ａ，２ｂ 受信装置
３ａ，２ｂ 認証システム
１０ バッテリ
１１ａ，１１ｂ ＣＰＵ
１２，２３ メモリ
１３ａ，１３ｂ カウンタ
１４ 無線送信部
１５，２５ クロック
１６，２６ 無線送受信部
２１ 無線受信部
２４ａ，２４ｂ カウンタ

Claims (11)

1. 送信装置と受信装置とを含み、
   前記送信装置は、
   認証用のＩＤナンバーを順次生成するＩＤナンバー生成手段と、
   前記ＩＤナンバー生成手段により生成されたＩＤナンバーを順次送信するＩＤナンバー送信手段と、
   を含み、
   前記受信装置は、
   前記ＩＤナンバー生成手段により順次生成される一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を予め記憶するＩＤナンバー情報記憶手段と、
   前記ＩＤナンバーを受信するＩＤナンバー受信手段と、
   前記ＩＤナンバー情報記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う認証処理手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする認証システム。
2. 請求項１に記載の認証システムにおいて、
   前記送信装置及び前記受信装置はそれぞれカウンタを有し、各カウンタは互いに同期しており、
   前記ＩＤナンバーは前記送信装置のカウンタのカウント値に対して一意に決まるデータであり、
   前記ＩＤナンバー情報記憶手段は前記各カウンタのカウント値に対応付けて前記ＩＤナンバー情報を記憶し、
   前記受信装置は、
   当該受信装置のカウンタのカウント値を取得するカウント値取得手段、
   を含み、
   前記認証処理手段は、前記カウント値取得手段により取得されるカウント値と対応付けて前記ＩＤナンバー記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う、
   ことを特徴とする認証システム。
3. 請求項２に記載の認証システムにおいて、
   前記送信装置及び前記受信装置はそれぞれクロックを有し、
   前記各カウンタは、当該カウンタと同じ装置内にあるクロックに同期するカウント処理を行う、
   ことを特徴とする認証システム。
4. 請求項３に記載の認証システムにおいて、
   前記受信装置のカウンタは前記認証処理手段の認証が成功した場合にカウント処理を行い、
   前記受信装置は、
   前記認証処理手段の認証が成功した場合に所定情報を前記送信装置に対して送信する所定情報送信手段、
   を含み、
   前記送信装置は、
   前記所定情報を受信する所定情報受信手段、
   を含み、
   前記送信装置のカウンタは前記所定情報が受信された場合にカウント処理を行う、
   ことを特徴とする認証システム。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の認証システムにおいて、
   前記ＩＤナンバー生成手段は、
   前記送信装置のカウンタのカウント値に対して一意に決まる擬似乱数を順次発生させ、
   複数の生成用関数の中から、発生した擬似乱数と対応付けられる生成用関数を順次選択し、
   選択した生成用関数を用いてＩＤナンバーを順次生成する、
   ことを特徴とする認証システム。
6. 請求項５に記載の認証システムにおいて、
   前記生成用関数は単調増加関数であり、
   前記ＩＤナンバー生成手段は、
   所与の範囲内における前記ＩＤナンバーの増加が所与の繰り返し回数にわたって繰り返されるよう、選択した生成用関数を用いて生成したＩＤナンバーを制御する、
   ことを特徴とする認証システム。
7. 請求項６に記載の認証システムにおいて、
   前記繰り返し回数は、繰り返しが完了する都度更新される、
   ことを特徴とする認証システム。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の認証システムにおいて、
   前記受信装置は、前記認証処理手段の認証が成功した場合に、利用対象機器に対して使用制限解除信号を送信する、
   ことを特徴とする認証システム。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の認証システムにおいて、
   前記受信装置は、前記認証処理手段の認証が所定時間にわたって成功しない場合に、利用対象機器に対して使用制限信号を送信する、
   ことを特徴とする認証システム。
10. 請求項９に記載の認証システムにおいて、
    前記受信装置は、前記利用対象機器から前記所定時間の設定を受け付ける、
    ことを特徴とする認証システム。
11. 認証用のＩＤナンバーを順次生成するＩＤナンバー生成手段により順次生成される一連のＩＤナンバーに関し、前記ＩＤナンバーの範囲を示す情報であるＩＤナンバー情報を予め記憶するＩＤナンバー情報記憶手段と、
    前記ＩＤナンバー生成手段により生成されたＩＤナンバーを受信するＩＤナンバー受信手段と、
    前記ＩＤナンバー情報記憶手段に記憶されるＩＤナンバー情報と、前記ＩＤナンバー受信手段により受信されたＩＤナンバーと、に基づいて認証処理を行う認証処理手段と、
    を含むことを特徴とする受信装置。

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