JP2010045440A - 通信装置、リーダ／ライタ、通信システム、および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信装置、リーダ／ライタ、通信システム、および通信方法を提供すること。
【解決手段】リーダ／ライタと非接触通信する非接触通信部と、前記リーダ／ライタから前記非接触通信部により受信された情報要求パケットを解析する解析部と、前記情報要求パケットが自装置に関する複数種類の情報を要求していると前記解析部により解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成する生成部と、を備え、前記生成部により生成された前記応答パケットを前記非接触通信部から前記リーダ／ライタへ送信する、通信装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信装置、リーダ／ライタ、通信システム、および通信方法に関する。

近年、リーダ／ライタと非接触通信可能な非接触ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードが普及している。リーダ／ライタと非接触ＩＣカードは、例えば１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数の磁界を搬送波として用いることにより通信を行う（例えば、特許文献１参照）。

より詳細には、リーダ／ライタは、非接触ＩＣカードの状態や所定のパラメータを非接触ＩＣカードへ一つずつ問い合わせた後に、非接触ＩＣカードからのデータ読出し、または非接触ＩＣカードへのデータ書込みを行なう。また、リーダ／ライタおよび非接触ＩＣカードは、データを所定の暗号方式により暗号化して送受信する。

このような非接触ＩＣカードは、例えば、財布やＩＣカードホルダーなどに入れられていても、リーダ／ライタにかざすだけでリーダ／ライタと非接触通信を行うことができるため、利便性に優れる。このため、非接触ＩＣカードは、例えば、電子マネーサービス、交通機関サービス、個人認証サービスなど、種々のサービスに応用されており、非接触ＩＣカードの普及がますます進んでいる。

特開２００７−２７９９６６号公報

しかし、今後、リーダ／ライタが問い合わせる非接触ＩＣカードの状態や所定のパラメータの数の機能拡張による増加や、暗号方式のセキュリティレベルの向上により、リーダ／ライタおよび非接触ＩＣカード（通信装置）間での通信時間が長期化してしまうことが懸念されている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リーダ／ライタおよび通信装置間での通信時間の短縮を図ることが可能な、新規かつ改良された通信装置、リーダ／ライタ、通信システム、および通信方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、リーダ／ライタと非接触通信する非接触通信部と、前記非接触通信部により前記リーダ／ライタから受信された情報要求パケットを解析する解析部と、前記情報要求パケットが自装置に関する複数種類の情報を要求していると前記解析部により解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成する生成部と、を備え、前記生成部により生成された前記応答パケットを前記非接触通信部から前記リーダ／ライタへ送信する通信装置が提供される。

第１の暗号方式に対応する暗号処理を行う第１の暗号処理部と、前記第１の暗号方式と異なる第２の暗号方式に対応する暗号処理を行う第２の暗号処理部と、を備え、前記複数種類の情報を要求する情報要求パケットは、前記第２の暗号方式による通信に際して前記リーダ／ライタから送信されてもよい。

前記第２の暗号方式は、前記第１の暗号方式より秘匿性が高い暗号方式であってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信装置と非接触通信する非接触通信部と、前記通信装置に関する複数種類の情報を前記通信装置に要求する情報要求パケットを生成するパケット生成部と、を備え、前記パケット生成部により生成された前記情報要求パケットを前記非接触通信部から前記通信装置へ送信するリーダ／ライタが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信装置と、前記通信装置と非接触通信する第１の非接触通信部、および前記通信装置に関する複数種類の情報を前記通信装置に要求する情報要求パケットを生成するパケット生成部、を有し、前記パケット生成部により生成された前記情報要求パケットを前記非接触通信部から前記通信装置へ送信するリーダ／ライタと、を備える通信システムが提供される。

より詳細には、前記通信装置は、前記リーダ／ライタと非接触通信する第２の非接触通信部、前記第２の非接触通信部により前記リーダ／ライタから受信された情報要求パケットを解析する解析部と、前記情報要求パケットが自装置に関する複数種類の情報を要求していると前記解析部により解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成する生成部と、を有し、前記生成部により生成された前記応答パケットを前記第２の非接触通信部から前記リーダ／ライタへ送信する。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、リーダ／ライタから非接触通信により情報要求パケットを受信するステップと、前記情報要求パケットを解析するステップと、前記情報要求パケットが複数種類の情報を要求していると解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成するステップと、前記応答パケットを前記リーダ／ライタへ非接触通信により送信するステップと、を含む通信方法が提供される。

以上説明したように本発明にかかる通信装置、リーダ／ライタ、通信システム、および通信方法によれば、リーダ／ライタおよび通信装置間での通信時間の短縮を図ることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔１〕本実施形態にかかる通信システムの全体構成
〔２〕本実施形態に至る経緯
〔３〕リーダ／ライタおよび非接触ＩＣカードの構成
〔４〕本実施形態による動作
〔５〕まとめ

〔１〕本実施形態にかかる通信システムの全体構成
まず、図１を参照し、本実施形態にかかる通信システム８の全体構成を説明する。

図１は、本実施形態にかかる通信システム８の全体構成を示した説明図である。図１に示したように、当該通信システム８は、リーダ／ライタ１０と、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１２と、携帯電話２０と、を備える。

リーダ／ライタ１０（Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ：データ読書装置）は、携帯電話２０に設けられている非接触ＩＣカード２２と非接触通信を行う。例えば、リーダ／ライタ１０は、携帯電話２０の非接触ＩＣカード２２が近接されると、ＰＣ１２からの指示に基づき、非接触ＩＣカード２２に対するデータの書き込み、または非接触ＩＣカード２２からのデータの読出しなどを行なうことができる。

携帯電話２０に設けられる非接触ＩＣカード２２（通信装置）は、例えば、薄型のカード外装内にリーダ／ライタ１０と非接触通信するためのアンテナ（２５０）と、所定の演算処理を実行可能なＩＣが搭載されたＩＣチップとを備えている。ＩＣチップは、耐タンパ性を有することができ、例えば、電子マネーなどデータの改竄が問題となるデータの書き込み、更新などを安全に行うことができる。なお、本実施形態にかかる非接触ＩＣカード２２は、アンテナとＩＣチップとが別体として備えられる構成に限られず、例えば、ＩＣチップ内にアンテナが内蔵されてもよいし、または、アンテナとＩＣチップとを一体のパッケージとして備えることもできる。

非接触ＩＣカード２２が備えるアンテナは、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルおよび所定の静電容量をもつキャパシタを有して共振回路を構成することができる。非接触ＩＣカード２２は、リーダ／ライタ１０から送信される所定周波数の磁界（以下、「搬送波」という。）がアンテナを通過するときに電磁誘導により生じる誘起電圧の交流成分を復調する。非接触ＩＣカード２２は、かかる構成により、リーダ／ライタ１０から送信されるデータを取り出し、また、誘起電圧の直流成分から電力を得て駆動することができる。

また、非接触ＩＣカード２２は、負荷変調を行なってアンテナから搬送波に対する反磁界を発生させることにより、応答を行うことができる。リーダ／ライタ１０は、負荷変調によって生じるリーダ／ライタ１０からみた非接触ＩＣカード２２のインピーダンスの変化を、非接触ＩＣカード２２からの応答信号として検出することができる。

上述したように、リーダ／ライタ１０と非接触ＩＣカード２２とは、搬送波を用いることにより非接触通信を行うことができる。したがって、例えば、ユーザが非接触ＩＣカード２２をリーダ／ライタ１０にかざすだけで、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２間の通信が行われる（例えば、データの読み書きを行うことができる。）。

非接触ＩＣカード２２は、リーダ／ライタ１０に対して抜き差しする必要がないため使い易く、迅速にデータを送受信でき、改造・変造しにくいため安全性が高く、データを書き換えることでカード自体を何度も再利用可能であるといった利便性を有する。

このため、非接触ＩＣカード２２を利用したサービスの提供が社会的に広がっており、各種のサービスを提供するＩＣカードシステムが稼動している。非接触ＩＣカード２２を利用したＩＣカードシステムとしては、例えば、電子マネーシステム、交通機関の改札システム、高速道路の料金徴収システム、電子決済システム、建造物への入館・入室用やＰＣのログイン用などのセキュリティシステムなどがある。すなわち、非接触ＩＣカード２２は、例えば、以下の（１）〜（６）に示す各種カードとして機能する。

（１）電子マネー、ポイント、クーポン等の電子バリュー値（貨幣または貨幣に準じた価値を有するデータ）を記憶した電子マネーカード
（２）電車、バス、高速道路等の交通機関の定期券または指定券、プリペイド式の運賃のデータなどを記憶した交通機関カード
（３）身分確認や、出退勤の管理、建造物への入退出時の鍵として使用される社員証、学生証などの身分証として用いられる個人認証用カード
（４）各種の店舗や施設の会員証、ポイントカード、クーポンカード
（５）映画館、コンサート会場、スポーツ競技場、アミューズメント施設などの電子チケットデータを記憶した電子チケットカード
（６）インターネット上でのショッピングや、動画・音楽コンテンツの配信、有価証券・預金等の金融商品の売買などといった電子商取引に用いる電子決済カード

なお、図１には、非接触ＩＣカード２２が搭載される装置の一例として携帯電話２０を示したに過ぎず、本発明はかかる例に限定されない。例えば、非接触ＩＣカード２２は、ＰＣ、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの任意の情報処理装置に搭載されてもよい。さらに、非接触ＩＣカード２２は、情報処理装置に搭載されず、独立的に利用されてもよい。

また、上記では通信装置の一例として磁界により通信を行う非接触ＩＣカード２２を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、通信装置は、電界結合により１対１の近距離無線通信を行う機能を有してもよい。

〔２〕本実施形態に至る経緯
続いて、本実施形態に関連する非接触ＩＣカード６２とリーダ／ライタ６０による通信を比較例として説明した後に、本実施形態に至った経緯を説明する。

図２は、本実施形態に関連する非接触ＩＣカード６２およびリーダ／ライタ６０間で行なわれる通信の流れを示したシーケンス図である。図２に示したように、まず、リーダ／ライタ６０は非接触ＩＣカード６２を捕捉するためのコマンドとして、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを送信する。そして、リーダ／ライタ６０からの搬送波により電源が供給されている非接触ＩＣカード６２は、このＰｏｌｌｉｎｇパケットを受信し、応答条件に合致した場合はカードＩＤを含むレスポンスパケットを返送する（Ｓ７２）。

続いて、リーダ／ライタ６０は、非接触ＩＣカード６２に対し、以降の暗号通信を行うために必要なパラメータ１の取得要求を行い、非接触ＩＣカード６２から返信されたパラメータ１を保持する（Ｓ７４）。また、リーダ／ライタ６０は、非接触ＩＣカード６２に対し、以降の暗号通信を行うために必要なパラメータ２の取得要求を行い、非接触ＩＣカード６２から返信されたパラメータ２を保持する（Ｓ７６）。

同様に、リーダ／ライタ６０は、非接触ＩＣカード６２に対し、以降の暗号通信を行うために必要な非接触ＩＣカード６２の状態１の取得要求を行い、非接触ＩＣカード６２から返信された非接触ＩＣカード６２の状態１を保持する（Ｓ７８）。さらに、リーダ／ライタ６０は、非接触ＩＣカード６２に対し、以降の暗号通信を行うために必要な非接触ＩＣカード６２の状態２の取得要求を行い、非接触ＩＣカード６２から返信された非接触ＩＣカード６２の状態２を保持する（Ｓ８０）。

その後、リーダ／ライタ６０は、Ｓ７４〜Ｓ８０で取得したパラメータや状態に基づき、非接触ＩＣカード６２との相互認証を行う（Ｓ８０：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ１、Ｓ８２：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ２）。相互認証が正常に行われた場合は、以降の暗号化通信が可能となる。例えば、リーダ／ライタ６０は、非接触ＩＣカード６２に記憶されているデータを読み出し（Ｓ８６：Ｒｅａｄ）、非接触ＩＣカード６２へデータを書き込む（Ｓ８８：Ｗｒｉｔｅ）。なお、リーダ／ライタ６０および非接触ＩＣカード６２間で送受信されるデータは暗号化されている。

以上説明したように、本実施形態に関連するリーダ／ライタ６０では、１回の通信コマンドで１のパラメータまたは状態しか取得することができなかった。このため、リーダ／ライタ６０が問い合わせる非接触ＩＣカード６２の状態やパラメータの数が機能拡張により増加すると、リーダ／ライタ６０および非接触ＩＣカード６２間での総通信時間が長期化してしまうことが懸念された。

また、暗号方式のセキュリティレベルの向上に起因する、暗号化されて行なわれるデータの読出し、およびデータの書き込みに要する時間が増加によっても、リーダ／ライタ６０および非接触ＩＣカード６２間での総通信時間が長期化してしまうことが懸念された。

しかし、総通信時間に時間制限が設定されるＩＣカードシステムも想定されるため、リーダ／ライタ６０および非接触ＩＣカード６２間での総通信時間を短縮することが望まれた。

そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２を創作するに至った。本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２によれば、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２での通信時間の短縮を図ることができる。以下、このような本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２について、図３〜図１０を参照して詳細に説明する。

〔３〕リーダ／ライタおよび非接触ＩＣカードの構成
まず、図３を参照し、本実施形態にかかる携帯電話２０のハードウェア構成について説明する。

図３は、携帯電話２０のハードウェア構成を示したブロック図である。携帯電話２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、ホストバス２０４と、ブリッジ２０５と、外部バス２０６と、インタフェース２０７と、入力装置２０８と、出力装置２１０と、ストレージ装置（ＨＤＤ）２１１と、ドライブ２１２と、通信装置２１５と、非接触ＩＣカード２２と、を備える。

ＣＰＵ２０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って携帯電話２０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス２０４により相互に接続されている。

ホストバス２０４は、ブリッジ２０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス２０６に接続されている。なお、必ずしもホストバス２０４、ブリッジ２０５および外部バス２０６を分離構成する必要はなく、一のバスにこれらの機能を実装してもよい。

入力装置２０８は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイク、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ２０１に出力する入力制御回路などから構成されている。携帯電話２０のユーザは、該入力装置２０８を操作することにより、携帯電話２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置２１０は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置およびランプなどの表示装置と、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置で構成される。出力装置２１０は、例えば、再生されたコンテンツを出力する。具体的には、表示装置は再生された映像データ等の各種情報をテキストまたはイメージで表示する。一方、音声出力装置は、再生された音声データ等を音声に変換して出力する。

ストレージ装置２１１は、本実施形態にかかる携帯電話２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置２１１は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。ストレージ装置２１１は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。このストレージ装置２１１は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや各種データを格納する。

ドライブ２１２は、記憶媒体用リーダライタであり、携帯電話２０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ２１２は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体２４に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ２０３に出力する。

通信装置２１５は、例えば、通信網１２に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。また、通信装置２１５は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）対応通信装置であっても、ワイヤレスＵＳＢ対応通信装置であっても、有線による通信を行うワイヤー通信装置であってもよい。

非接触ＩＣカード２２は、ユーザデータが記録されているメモリ（２２０）や、リーダ／ライタ１０と非接触通信を行うアンテナ（２５０）を備える。以下、図４〜図８を参照し、このような非接触ＩＣカード２２、およびリーダ／ライタ１０の構成を詳細に説明する。

図４は、非接触ＩＣカード２２、およびリーダ／ライタ１０の構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、リーダ／ライタ１０は、通信制御部１１０と、メモリ１２０と、暗号処理部１３０と、信号処理部１４０と、アンテナ１５０と、を備える。また、非接触ＩＣカード２２は、通信制御部２１８と、メモリ２２０と、暗号処理部２３０と、信号処理部２４０と、アンテナ２５０と、を備える。

リーダ／ライタ１０の通信制御部１１０は、例えば各種プロセッサ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを備えたＩＣチップからなり、リーダ／ライタ１０の動作全般を制御する。具体的には、リーダ／ライタ１０の通信制御部１１０は、ＰＣ１２からの入力に基づいて通信コマンドを生成したり（生成部）、暗号処理部１３０により復号されたパケットを解析したり、非接触ＩＣカード２２との相互認証を行なったりする。

なお、本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０の通信制御部１１０は、非接触ＩＣカード２２に対して複数の情報（パラメータ、状態）を一括して要求する情報一括取得コマンド（情報要求パケット）を生成するパケット生成部としての機能を有する。情報一括取得コマンドについては、図７を参照して後述する。

暗号処理部１３０は、通信制御部１１０から入力される通信コマンド（例えば、Ｗｒｉｔｅ：書き込み用コマンド）を暗号化したり、信号処理部１４０により復調されたパケットを復号する。ここで、暗号処理部１３０は、ＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）およびＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などの複数種類の暗号方式に対応していてもよい。

信号処理部１４０は、通信制御部１１０や暗号処理部１３０から入力される通信コマンドを変調したり、アンテナ１５０により受信されたパケットを復調する。例えば、信号処理部１４０は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）に対応していてもよい。アンテナ１５０は、信号処理部１４０により変調された通信コマンドを非接触通信により送信したり、非接触ＩＣカード２２から送信されたパケットを受信する非接触通信部として機能する。

非接触ＩＣカード２２の通信制御部２１８は、例えば各種プロセッサ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを備えたＩＣチップからなり、非接触ＩＣカード２２の動作全般を制御する。具体的には、非接触ＩＣカード２２の通信制御部２１８は、リーダ／ライタ１０からの通信コマンドを解析し（解析部）、当該通信コマンドに応答するレスポンスパケットを生成したり（生成部）、リーダ／ライタ１０との相互認証を行なったりする。

暗号処理部２３０は、第１の暗号処理部２３２および第２の暗号処理部２３４を含む。ここで、第２の暗号処理部２３４は、第１の暗号処理部２３２が対応している暗号方式１よりセキュリティレベル（秘匿性）が高い暗号方式２に対応している。例えば、暗号方式１がＤＥＳであり、暗号方式２がＡＥＳであってもよい。このような第１の暗号処理部２３２または第２の暗号処理部２３４は、信号処理部２４０により復調された通信コマンドを復号したり、通信制御部２１８により生成されたデータパケットを暗号化する。

信号処理部２４０は、通信制御部２１８や暗号処理部２３０から入力される各種パケットを変調したり、アンテナ２５０により受信された通信コマンドを復調する。例えば、信号処理部２４０は、ＡＳＫに対応していてもよい。アンテナ２５０は、信号処理部２４０により変調された各種パケットを非接触通信により送信したり、リーダ／ライタ１０から送信された通信コマンドを受信する非接触通信部として機能する。

メモリ２２０は、少なくとも１の暗号方式に対応している論理システムごとのユーザデータ、各種パラメータおよび各種状態を記憶している記憶部として機能する。以下、図５および図６を参照し、メモリ２２０の構成について説明する。

図５および図６は、メモリ２２０の構成を示した説明図である。図５に示したように、メモリ２２０は、論理的に複数の領域に区分されている。具体的には、メモリ２２０は、ＩＣ共通メモリ領域と、論理システムとしての論理カード１、論理カード２、および論理カード３と、を含む。

各論理カードは、一例として「〔１〕本実施形態にかかる通信システムの全体構成」の（１）〜（６）に示したようなカードの少なくともいずれかとして機能する。例えば、論理カード１は交通機関カードとして機能し、論理カード１には定期券に相当するデータがユーザデータとして格納されている。

また、各論理カードにはシステムコードが設定されている。例えば、論理カード１にはシステムコード「０ｘ１２３４」が設定されており、論理カード２にはシステムコード「０ｘ５６７８」が設定されており、論理カード３にはシステムコード「０ｘ９ＡＢＣ」が設定されている。また、図５に示したように、論理カード１は暗号方式１に対応しており、論理カード２は暗号方式２に対応しており、および論理カード３は暗号方式１および暗号方式２の双方に対応している。

図６に示したように、暗号方式１および暗号方式２の双方に対応している論理カード３は、暗号方式１セクションおよび暗号方式２セクションを有する。各セクションは、複数のエリアに区分されており、各エリアの下位にはユーザデータがサービスコードと対応付けて配されている。リーダ／ライタ１０は、このサービスコードを指定することにより、特定のサービスデータの読み出し、または特定のサービスデータへの書き込みを行なうことができる。なお、暗号方式１にのみ対応している論理カード１は暗号方式１セクションのみを有し、暗号方式２にのみ対応している論理カード２は暗号方式２セクションのみを有する。

また、図５に示したように、ＩＣ共通メモリ領域には、暗号方式１の最大応答時間パラメータＰ１〜Ｐ６、暗号方式２の最大応答時間パラメータＰ１〜Ｐ６が格納されている。最大応答時間パラメータＰ１〜Ｐ６の各々は、通信コマンドごとの再送信間隔を特定するためのパラメータである。具体的には、最大応答時間パラメータＰ１〜Ｐ６は、以下に示す通信コマンドの再送信間隔を特定するためのパラメータであってもよい。

・Ｐ１およびＰ２ 再送信間隔が異なる任意の通信コマンド
・Ｐ３ 相互認証用コマンド（Ａｕｔｈｅｔｉｃａｔｉｏｎ １、２）
・Ｐ４ 読み出し用コマンド（Ｒｅａｄ）
・Ｐ５ 書き込み用コマンド（Ｗｒｉｔｅ）
・Ｐ６ 未定義

また、ＩＣ共通メモリ領域には、その他の各種状態、各種パラメータが格納されている。各種状態としては、例えば、相互認証前、相互認証中、または相互認証後などの認証状態を示すカードモード、および非接触ＩＣカード２２がリーダ／ライタ１０として動作するための機能の有効状態、無効状態などがあげられる。また、各種パラメータとしては、図５を参照して説明したシステムコード、各論理カードが対応している暗号方式（セクション種別）、エリア・サービスのユーザデータの割当て数、およびエリア・サービス鍵バージョンなどがあげられる。

続いて、図７および図８を参照し、情報一括取得コマンドおよびレスポンスパケット（応答パケット）について説明する。

図７は、リーダ／ライタ１０の通信制御部１１０により生成される情報一括取得コマンドの構成例を示した説明図である。図７に示したように、情報一括取得コマンドは、コマンドコード、カードＩＤ、サブコマンド数、サブコマンドデータ（１番目）、サブコマンドデータ（２番目）、・・・サブコマンドデータ（Ｎ番目）を含む。

コマンドコードには、当該コマンドが情報一括取得コマンドであることを示すコードが記載される。カードＩＤには、Ｐｏｌｌｉｎｇにより取得された非接触ＩＣカード２２を示すＩＤが記載される。サブコマンド数には、以降に付加されているサブコマンドデータの数である「Ｎ」が記載される。サブコマンドデータ（１番目）〜サブコマンドデータ（Ｎ番目）の各々は、非接触ＩＣカード２２に対して要求する任意のパラメータまたは状態などの情報を示す。ここで、情報一括取得コマンドのサブコマンド数の上限は事前に設定されていてもよい。

なお、通信制御部１１０は、非接触ＩＣカード２２の内部状態を変化させるトリガとなるコマンドは、サブコマンドデータとして情報一括取得コマンドに含めない。これは、非接触ＩＣカード２２のメモリ２２０（不揮発性メモリ、揮発性メモリ）の大きさに制限があり、また製品間でメモリ２２０の大きさが異なるため、製品種別によらず実行条件を統一させるためである。

具体的には、非接触ＩＣカード２２とリーダ／ライタ１０との通信は非接触通信（無線通信）により行われるため、非接触ＩＣカード２２がリーダ／ライタ１０の磁界圏外に離れてしまった場合は、内部処理が未了となる可能性がある。この場合、非接触ＩＣカード２２は、途中まで行った処理を破棄し、コマンド実行前の状態に戻さなければならない。例えば、電子マネーに対して減算処理中に通信が途絶した場合は、次回起動時には減算前の状態となっていなければならない。

このため、内部状態に変化がある場合は、処理途中で通信が途絶した際に実行前の状態に戻せるようにするために実行前のデータを退避させる必要が生じるため、一括で実行できるコマンドの数や種類が、製品ごとのメモリ２２０の大きさの影響を受けてしまう。そこで、通信制御部１１０は、非接触ＩＣカード２２の内部状態の変化のトリガとならないコマンドのみをサブコマンドデータとして含む情報一括取得コマンドを生成してもよい。

また、総通信時間の長期化という問題は、暗号方式１よりセキュリティティレベルが高い暗号方式２による通信が行われる場合により顕著となる。そこで、リーダ／ライタ１０の通信制御部１１０は、暗号方式１よりセキュリティティレベルが高い暗号方式２による通信を行う場合に、当該情報一括取得コマンドを生成してもよい。より応用的に表現すると、リーダ／ライタ１０の通信制御部１１０は、暗号処理に所定の時間を要する暗号方式による通信を行う場合に、当該情報一括取得コマンドを生成してもよい。

図８は、非接触ＩＣカード２２の通信制御部２１８により生成されるレスポンスパケットの構成例を示した説明図である。図８に示したように、レスポンスパケットは、レスポンスコード、カードＩＤ、ステータスフラグ１、ステータスフラグ２、サブレスポンス数、サブレスポンスデータ（１番目）、サブレスポンスデータ（２番目）、・・・、サブレスポンスデータ（Ｎ番目）を含む。

レスポンスコードには、情報一括取得コマンドに対するレスポンスパケットであることを示すコードが記載される。カードＩＤには、非接触ＩＣカード２２を示すＩＤが記載される。ステータスフラグ１にはエラーの有無が記載され、ステータスフラグ２にはエラーの詳細が記載される。

サブレスポンス数には、以降に付加されているサブレスポンスデータの数である（Ｎ）が記載される。サブレスポンスデータ（１番目）〜サブレスポンスデータ（Ｎ番目）は、サブコマンドデータ（１番目）〜サブコマンドデータ（Ｎ番目）により要求されたパラメータや状態などの情報が記載される。なお、非接触ＩＣカード２２の通信制御部２１８、情報一括取得コマンドに含まれるサブコマンド数が事前に設定されている上限を超えている場合、エラー処理を行ってもよい。

〔４〕本実施形態による動作
以上、図３〜図８を参照し、本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２の構成を説明した。続いて、図９および図１０を参照し、本実施形態において実行される通信方法の流れを説明する。

図９は、本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２間で行なわれる通信の流れを示したシーケンス図である。図９に示したように、まず、リーダ／ライタ１０は非接触ＩＣカード２２を捕捉するためのコマンドとして、Ｐｏｌｌｉｎｇパケットを送信する。そして、リーダ／ライタ１０からの搬送波により電源が供給されている非接触ＩＣカード２２は、このＰｏｌｌｉｎｇパケットを受信し、応答条件に合致した場合はカードＩＤを含むレスポンスパケットを返送する（Ｓ３１０）。

続いて、リーダ／ライタ１０は、非接触ＩＣカード２２に対し、パラメータ１、パラメータ２、状態１、および状態２などの複数種類の情報を一括して要求する情報一括取得コマンドを非接触ＩＣカード２２へ送信する。そして、非接触ＩＣカード２２は、情報一括取得コマンドにより要求されるパラメータ１、パラメータ２、状態１、および状態２などの複数種類の情報を含むレスポンスパケットを生成し、リーダ／ライタ１０へ送信する（Ｓ３２０）。

その後、リーダ／ライタ１０は、Ｓ３２０で取得したパラメータや状態に基づき、非接触ＩＣカード２２との相互認証を行う（Ｓ３３０：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ１、Ｓ３４０：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ２）。相互認証が正常に行われた場合は、以降の暗号化通信が可能となる。例えば、リーダ／ライタ１０は、非接触ＩＣカード２２に記憶されているデータを読み出し（Ｓ３５０：Ｒｅａｄ）、非接触ＩＣカード２２へデータを書き込む（Ｓ３６０：Ｗｒｉｔｅ）。

以上説明したように、本実施形態によれば、リーダ／ライタ１０が複数種類の情報を一括して非接触ＩＣカード２２から取得できるため、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２間での総通信時間を抑制することができる。続いて、図１０を参照し、本実施形態にかかる非接触ＩＣカード２２の詳細な動作を説明する。

図１０は、本実施形態にかかる非接触ＩＣカード２２の動作の流れを示したフローチャートである。まず、非接触ＩＣカード２２の通信制御部２１８は、リーダ／ライタ１０からコマンドを受信すると、当該コマンドが情報一括取得コマンドであるか否かをコマンドコードに基づいて判断する（Ｓ４０４）。そして、通信制御部２１８は、当該コマンドが情報一括取得コマンドでない場合、別のコマンド処理に遷移する（Ｓ４０６）。

一方、通信制御部２１８は、当該コマンドが情報一括取得コマンドである場合、当該コマンドのカードＩＤに自身の値が指定されているか否かを判断する（Ｓ４０８）。そして、通信制御部２１８は、当該コマンドのカードＩＤに自身の値が指定されていない場合、処理を終了する（Ｓ４１０）。一方、通信制御部２１８は、当該コマンドのカードＩＤに自身の値が指定されている場合、当該コマンドに含まれるサブコマンド数が仕様の範囲内であるか否か（Ｓ４１４）、各サブコマンドデータに正しい値が指定されているか否かを判断する（Ｓ４１６）。

そして、通信制御部２１８は、当該コマンドに含まれるサブコマンド数が仕様の範囲外である場合、または各サブコマンドデータに正しい値が指定されていない場合、エラーの有無、およびエラー原因をレスポンスパケットに記載する（Ｓ４１４）。

一方、通信制御部２１８は、当該コマンドに含まれるサブコマンド数が仕様の範囲内であり、かつ、各サブコマンドデータに正しい値が指定されている場合、サブコマンドデータに対応する情報をサブコマンドごとに抽出する（Ｓ４１８）。さらに、通信制御部２１８は、サブレスポンスデータを生成する（Ｓ４２０）。そして、通信制御部２１８は、全てのサブコマンドデータについての処理が終了すると（Ｓ４２２）、レスポンスパケットを生成し、アンテナ２５０からレスポンスパケットを送信させる（Ｓ４２４）。

〔５〕まとめ
以上説明したように、本実施形態にかかるリーダ／ライタ１０は、非接触ＩＣカード２２に対し、複数種類のサブコマンドデータを連結して１の情報一括要求コマンドとして送信する。また、情報一括要求コマンドを受信した非接触ＩＣカード２２は、情報一括要求コマンドにより要求される複数種類の情報を含むレスポンスパケットを生成してリーダ／ライタ１０へ送信する。

かかる構成によれば、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２間での通信量（パケット数）を削減し、通信時間の短縮を図ることができる。したがって、例えば交通機関などが用途である場合においても、非接触ＩＣカード２２の機能拡張を柔軟に行なうことが可能となる。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書のリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）を含んでもよい。

また、リーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述したリーダ／ライタ１０および非接触ＩＣカード２２の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図４の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。

本実施形態にかかる通信システムの全体構成を示した説明図である。 本実施形態に関連する非接触ＩＣカードおよびリーダ／ライタ６０間で行なわれる通信の流れを示したシーケンス図である。 携帯電話のハードウェア構成を示したブロック図である。 非接触ＩＣカード、およびリーダ／ライタの構成を示した機能ブロック図である。 メモリの構成を示した説明図である。 メモリの構成を示した説明図である。 リーダ／ライタの通信制御部により生成される情報一括取得コマンドの構成例を示した説明図である。 非接触ＩＣカードの通信制御部により生成されるレスポンスパケットの構成例を示した説明図である。 本実施形態にかかるリーダ／ライタおよび非接触ＩＣカード間で行なわれる通信の流れを示したシーケンス図である。 本実施形態にかかる非接触ＩＣカードの動作の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１０ リーダ／ライタ
２０ 携帯電話
２２ 非接触ＩＣカード
１１０、２１８ 通信制御部
１２０、２２０ メモリ
１３０、２３０ 暗号処理部
２３２ 第１の暗号処理部
２３４ 第２の暗号処理部
１４０、２４０ 信号処理部
１５０、２５０ アンテナ

Claims (6)

1. リーダ／ライタと非接触通信する非接触通信部と；
   前記リーダ／ライタから前記非接触通信部により受信された情報要求パケットを解析する解析部と；
   前記情報要求パケットが自装置に関する複数種類の情報を要求していると前記解析部により解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成する生成部と；
   を備え、
   前記生成部により生成された前記応答パケットを前記非接触通信部から前記リーダ／ライタへ送信する、通信装置。
2. 第１の暗号方式に対応する暗号処理を行う第１の暗号処理部と；
   前記第１の暗号方式と異なる第２の暗号方式に対応する暗号処理を行う第２の暗号処理部と；
   を備え、
   前記複数種類の情報を要求する情報要求パケットは、前記第２の暗号方式による通信に際して前記リーダ／ライタから送信される、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第２の暗号方式は、前記第１の暗号方式より秘匿性が高い暗号方式である、請求項２に記載の通信装置。
4. 通信装置と非接触通信する非接触通信部と；
   前記通信装置に関する複数種類の情報を前記通信装置に要求する情報要求パケットを生成するパケット生成部と；
   を備え、
   前記パケット生成部により生成された前記情報要求パケットを前記非接触通信部から前記通信装置へ送信する、リーダ／ライタ。
5. 通信装置と；
   前記通信装置と非接触通信する第１の非接触通信部、および
   前記通信装置に関する複数種類の情報を前記通信装置に要求する情報要求パケットを生成するパケット生成部、
   を有し、
   前記パケット生成部により生成された前記情報要求パケットを前記非接触通信部から前記通信装置へ送信するリーダ／ライタと；
   を備え、
   前記通信装置は、
   前記リーダ／ライタと非接触通信する第２の非接触通信部、
   前記第２の非接触通信部により前記リーダ／ライタから受信された情報要求パケットを解析する解析部、および、
   前記情報要求パケットが自装置に関する複数種類の情報を要求していると前記解析部により解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成する生成部、
   を有し、
   前記生成部により生成された前記応答パケットを前記第２の非接触通信部から前記リーダ／ライタへ送信する、通信システム。
6. リーダ／ライタから非接触通信により情報要求パケットを受信するステップと；
   前記情報要求パケットを解析するステップと；
   前記情報要求パケットが複数種類の情報を要求していると解析された場合、前記複数種類の情報を含む応答パケットを生成するステップと；
   前記応答パケットを前記リーダ／ライタへ非接触通信により送信するステップと；
   を含む、通信方法。

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