JP2010277493A - Ｒｆｉｄにおけるｉｄの正当性保証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＲＦＩＤのチップ全体のメモリ領域の増加を極力抑え，ＲＦＩＤのＩＤ情報領域にできるだけ多く，ＩＤそのもののデータを格納し，且つＩＤの正当性も保証することができるシステムを提供すること。
【解決手段】
ＩＤ情報の正当性を検証する為の改竄検知符号を，ＩＤ情報領域に格納せず，輻輳制御等を行う為に用意されている制御情報領域に格納することで，ＩＤ情報領域内のＩＤそのものの占める割合を上げ，且つ制御情報領域内の改竄検知符号と連動することで，ＩＤ情報の正当性を保証する。また，制御情報領域内の改竄検知符号は，輻輳制御に用いるデータとしても利用することにより，チップ全体のメモリ領域の増加を抑えることが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は，ＲＦＩＤにおけるＩＤ情報の正当性保証技術に関する。

ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）は，ＩＤ情報を埋め込んだタグから，電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやりとりするものであり，食品や物品等の物流管理・トレーサビリティの分野から交通機関のＩＣ乗車券や，社員証や学生証等，様々な分野において利用されている。

また，正規の品物にＲＦＩＤを装着することにより，偽造品・模造品等の判別に用いるなど，セキュリティ用途への利用にも期待されている。このようにセキュリティ用途で用いる場合，そもそもＲＦＩＤそのものが，正当なＲＦＩＤ製造会社が製造したＲＦＩＤであるのかを判別する仕組みが望まれている。

従来のＲＦＩＤのＩＤ情報の正当性を保証する技術では，ＲＦＩＤのＩＤ情報に対して，例えばＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）等の改竄検知符号を付け加え，ＭＡＣ等の改竄検知符号を検証することで，改竄されていない正しいＩＤ情報であることを確認している。

特開２００２−１４０４０４号公報

従来の技術は，ＲＦＩＤのＩＤ情報を格納する領域に，ＲＦＩＤを一意に識別する為のＩＤと，その改竄検知符号とを合わせて書き込んであり，ＩＤと改竄検知符号を含んだＩＤ情報をＲＦＩＤリーダ等の検証装置側に提示することで，ＩＤの正当性を検証している。

その為，百数ｂｉｔのＩＤ情報領域しか持たない超小型のＲＦＩＤに実装するには，そのわずかな百数ｂｉｔを，ＩＤそのものと，改竄検知符号とで折半しなければならなかった。

つまり，ＩＤそのものを格納できる領域が減り，ＩＤの定義空間を狭める為，異なるＩＤを大量に生成することができなくなる。

また，データを格納するメモリ領域を拡張すると，その分チップ全体の体積が増え，ＲＦＩＤを超小型化することが困難になる。

それ故，チップ全体のメモリ領域の増加を極力抑え，ＩＤ情報領域にできるだけ多く，ＩＤそのもののデータを格納したい，という要求がある。

本発明は，上記事情に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，チップ全体のメモリ領域の増加を極力抑え，ＲＦＩＤのＩＤ情報領域にできるだけ多く，ＩＤそのもののデータを格納し，且つＩＤの正当性も保証することができるシステムを提供することである。

具体的には，本発明は，ＩＤ情報の正当性を検証する為の改竄検知符号を，ＩＤ情報領域に格納せず，輻輳制御等を行う為に用意されている制御情報領域に格納することで，ＩＤ情報領域内のＩＤそのものの占める割合を上げ，且つ制御情報領域内の改竄検知符号と連動することで，ＩＤ情報の正当性を保証する，ことを特徴とする。

また，チップ全体のメモリ増加を極力抑える為に，制御情報領域内の改竄検知符号は，本来の役目である輻輳制御等を行う為の制御情報として兼用する，ことを特徴とする。

本発明によれば，改竄検知符号は，ＩＤ情報領域外にある制御情報領域に格納する為，ＲＦＩＤのＩＤ情報領域には，ＩＤそのもののデータを最大限に格納することが可能となり，且つ改竄検知符号は，本来の役目である制御情報としても扱う為，新たにメモリを確保する必要がなく，チップ全体のメモリ増加を極力抑えることができ，更にＩＤ情報と改竄検知符号を連動させることにより，ＩＤの正当性も保証するシステムを提供することが可能となる。

一実施形態における全体構成図である。 図１に示すＩＤ・署名生成装置，ＲＦＩＤリーダ装置４０，業務アプリケーション装置のハード構成例を示す図である。 図１に示すＲＦＩＤ３０のデータの内容を示す図である。 一実施形態におけるＩＤ発行に関する処理を説明するワークフロー図である。 一実施形態におけるＩＤ検証に関する処理を説明するワークフロー図である。

以下，図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。尚，これにより本発明が限定されるものではない。

図１は，本発明の一実施形態が適用された全体構成図である。

ＩＤ発行装置１０は，ＩＤを生成し，ＩＤ発行装置１０の秘密鍵をもって前記ＩＤに対するＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を計算する。本一実施形態では，このＭＡＣを改竄検知符号として説明する。ＩＤ発行装置１０は，前記秘密鍵１０４と，データの入出力を行う入出力部１０１と，ＭＡＣ生成を行う暗号演算部１０３と，それらを制御する制御部１０２からなり，ＩＤとＭＡＣの組を必要個数生成し，図３のＩＤ情報３１１，制御情報３１２の情報の組としてリスト化し，データ埋込装置２０に送付する。尚，前記ＩＤはＩＤ情報３１１のＩＤ３１５に対応し，前記ＭＡＣは制御情報３１２の改竄検知符号３１８に対応する。データ埋込装置２０は，必要情報をＲＦＩＤに書き込む装置であり，ＩＤ発行装置１０から送られた前記リストからＩＤ情報及び制御情報の組をＲＦＩＤ３０に書き込む。

ＲＦＩＤ３０は，前記ＩＤ情報及び制御情報を埋め込んだタグであり，電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやりとりするものである。

ＲＦＩＤリーダ装置４０は，前記ＩＤ発行装置１０が設定し共有した秘密鍵４０４と，データの入出力を行う入出力部４０１と，ＭＡＣ検証を行う暗号演算部４０３と，それらを制御する制御部４０２からなり，ＲＦＩＤ３０からＩＤとＭＡＣの組を読込み，前記ＩＤ発行装置１０が設定し，ＲＦＩＤリーダ装置４０と共有している秘密鍵を用いて，ＩＤに対するＭＡＣを検証することにより，該当ＩＤが改竄されていないことを確認し，前記ＩＤ発行装置１０が発行したＩＤであると判断する。ＲＦＩＤリーダ装置４０は，前記ＩＤが正当なものであると判断した場合，前記ＩＤを業務アプリケーション装置５０に引渡たす。業務アプリケーション装置５０は，ＩＤを要求または受信し，受信したＩＤを基にサービスを実行する装置であり，ＲＦＩＤリーダ装置４０から引き渡されたＩＤに対し，必要に応じてサービスを実行する。

また，ＩＤ発行装置１０と，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，それぞれ，図２が示すように，記憶媒体６７と，記憶媒体６７の読取装置６１と，半導体を用いた一次記憶装置（以下，メモリという）６２と，入出力装置６３と，ＣＰＵ６４と，ハードディスクなどの二次記憶装置（以下，記憶装置という）６５と，通信装置６６とが，バスなどの内部通信線（以下，バスという）６８で連結された情報処理装置６０上に構成することができる。また，ＲＦＩＤ３０は，アンテナ部７１，電源部７２，論理部７３，メモリ７４とが，バス７５で連結された情報処理装置７０上に構成することができる。

上述の，暗号演算部１０３，４０３と，秘密鍵１０４，４０４，制御部１０２，４０２は，それぞれの装置のメモリ６２または記憶装置６５に格納されたプログラムをＣＰＵ６４が実行することにより，当該装置上に具現化されるものである。また，これらのプログラム及び秘密鍵１０４，４０４は，上記記憶装置６５に格納されていても良いし，必要なときに，着脱可能な記憶媒体６７を介して，前記情報処理装置６０に導入されたり，通信装置６６を介して外部から導入されてもよい。

以下に，図面を参照して，本一実施形態のシステムにおける概略を説明する。

図３(a)は，ＭＡＣを用いた従来方式を説明する為のデータ形式の一例である。ＲＦＩＤ３０は，ＩＤ情報３０１と，輻輳制御に用いる制御情報３０２を含む。尚，輻輳制御とは，複数のＲＦＩＤのＩＤ情報を一連の動作で読み込む技術である。ＩＤ情報３０１は，ヘッダ３０３，サービスヘッダ３０４，ＩＤ３０５，改竄検知符号３０６，ＥＤＣ(1)（Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）３０７で構成される。ヘッダ３０３は，バージョン情報等を識別する情報であり，サービスヘッダ３０４は，利用用途等を識別する情報である。ＩＤ３０５は，ＲＦＩＤ３０に対する真の意味でのＩＤである。改竄検知符号３０６は，ヘッダ３０３，サービスヘッダ３０４，とＩＤ３０５に対する改竄検知符号であり，例えばＭＡＣである。ＥＤＣ(1)３０７は，ヘッダ３０３，サービスヘッダ３０４，ＩＤ３０５，改竄検知符号３０６に対する誤り検出符号である。一方，制御情報３０２は，輻輳制御用データ（乱数）３０８とＥＤＣ(2)３０９からなり，ＥＤＣ(2)３０９は輻輳制御用データ（乱数）３０８に対する誤り検出符号である。尚，輻輳制御用データ（乱数）３０８は，輻輳制御を行う際，順序を定める乱数である。

本実施例では，この制御情報３０２に着目し，制御情報３１２に改竄検知用兼輻輳制御用として改竄検知符号３１８を埋め込んでいる（図３(b)参照）。尚，ヘッダ(1)３１３は，バージョン情報等を識別する情報であり，サービスヘッダ３１４は，利用用途等を識別する情報である。ＩＤ３１５は，ＲＦＩＤ３０に対する真の意味でのＩＤである。ＥＤＣ(1)３１７は，ヘッダ(1)３１３，サービスヘッダ３１４，ＩＤ３１５に対する誤り検出符号である。
一方，制御情報３０２は，ヘッダ(2)３２０と輻輳制御用データ（乱数）兼改竄検知符号３１８とＥＤＣ(2)３０９からなり，ヘッダ(2)３２０は，バージョン情報やデータ長を識別する情報である。また，改竄検知符号３１８は，ヘッダ(1)３１３，サービスヘッダ３１４，とＩＤ３１５に対する改竄検知符号であり，例えばＭＡＣである。また，ＥＤＣ(2)３１９はヘッダ(2)３２０と輻輳制御用データ（乱数）３１８に対する誤り検出符号である。

この様に，本実施例では，改竄検知用の符号をＩＤ情報領域からはずし，制御情報領域に格納することで，ＩＤ情報領域内のＩＤそのものを格納する領域が増加する。また，制御領域内に改竄検知用の符号を書き加えることになるが，改竄検知用の符号を本来の輻輳制御用のデータとして兼用することにより，制御情報領域の増加分を少なくすることが可能となる。

次に図４を用いてＩＤ発行フローを説明する。

ＩＤ発行指示を受けたＩＤ発行装置１０は，バージョンの識別に用いるヘッダ情報であるヘッダ(1)３１３と利用用途を識別するサービスヘッダ３１４とＩＤ３１５を生成し，更にヘッダ(1)３１３とサービスヘッダ３１４とＩＤ３１５に対する簡易的な誤り検出記号であるＥＤＣ(1)３１７を計算して，ＩＤ情報３１１を作成する（Ｓ００１）。また，ＩＤ発行装置１０は，暗号演算部１０３で，秘密鍵１０４を用いて前記ＩＤに対するＭＡＣ値を計算する。更にバージョンの識別に用いるヘッダ(2)３２０を作成し，ヘッダ(2)３２０とＭＡＣ３１８に対するＥＤＣ(2)３１９を計算して，制御情報３１２を作成する（Ｓ００２）。

ＩＤ発行装置１０は，必要に応じてＳ００１に戻り，Ｓ００１，Ｓ００２で生成したＩＤ情報３１１と制御情報３１２の組を，必要なチップの個数分だけ生成する（Ｓ００３）。

Ｓ００１，Ｓ００２で生成したＩＤ情報３１１と制御情報３１２の組の組が，必要個数分集まったら，その組を全てリスト化し（Ｓ００４），データ埋込装置２０に受け渡し，データ埋込装置２０は，そのリストに基づいて，各ＲＦＩＤ３０にＩＤ情報３１１を書き込む（Ｓ００５），更に，ＲＦＩＤ３０に制御情報３１２を書き込み（Ｓ００６），必要なチップの個数分だけ，Ｓ００４でのリストに基づき，ＩＤ情報３１１と制御情報３１２をＲＦＩＤ３０に書き込む（Ｓ００７）。

次に図５を用いてＩＤ検証フローを説明する。

ＲＦＩＤリーダ装置４０は，輻輳制御用データ（乱数）の領域に格納できる最大数から降順に付近のＲＦＩＤ３０へ輻輳制御用の数値を送信し，応答命令を出す（Ｓ１０１）。

ＲＦＩＤ３０は，Ｓ１０１での応答命令に対し，ＲＦＩＤリーダ装置４０から送られてきた数値が，自身の輻輳制御用データ（乱数）３１７であるかを確認し（Ｓ１０２），自身の順番であればＩＤ情報３１１，制御情報３１２を連結し，ＲＦＩＤリーダ装置４０に送信する（Ｓ１０３）。

ＲＦＩＤリーダ装置４０は，ＩＤ情報（ヘッダ(1)||サービスヘッダ||ＩＤ || ＥＤＣ(1)）３１１から，前記ヘッダ(1)||サービスヘッダ||ＩＤに対する誤り検知符号ＥＤＣ(1)３１７を確認し，且つ制御情報（ヘッダ(2)||改竄検知符号（ＭＡＣ）||ＥＤＣ(1)）３１２から前記ヘッダ(2)||改竄検知符号（ＭＡＣ）に対する誤り検知符号ＥＤＣ(2)３１９を確認する（Ｓ１０４）。尚，誤りが検知された場合，設定回数分だけ再読込みを行い，それでも誤りが生じる場合，読込みエラーとして扱う。

Ｓ１０４にて正しく読込みに成功した場合，ＩＤ情報３１１内のＩＤ３１５と制御情報３１２内の改竄検知符号（ＭＡＣ）３１８より，秘密鍵４０４を用いてＭＡＣ検証を行う（Ｓ１０５）。

Ｓ１０５にて検証失敗した場合，不正なＩＤとして処理し（Ｓ１０６），検証に成功した場合，正当なＩＤとして，業務アプリケーション装置５０へ，ＩＤ情報３１１等の必要な情報を渡す（Ｓ１０７）。

以上に述べたように，本一実施形態によれば，ＲＦＩＤ３０は，チップ全体のメモリ領域の増加を極力抑え，ＲＦＩＤのＩＤ情報領域にできるだけ多く，ＩＤそのもののデータを格納し，且つＩＤの正当性も保証することが可能となる。

尚，本発明は，上記の本一実施形態に限定されるものではなく，その要旨の範囲内で様々な形態が可能である。

例えば，図４のＳ００１で，ＩＤ発行装置１０は，ＩＤを生成しているが，ＩＤは外部から入力され，そのＩＤのＭＡＣ値のみを暗号演算部１０３で計算してもよい。

また，改竄検知符号としてＭＡＣを例に挙げているが，電子署名等の技術を適用し，ＭＡＣ値の代わりに電子署名値を用いてもよい。また，その際，電子署名の公開鍵をＲＦＩＤリーダ装置４０の秘密鍵４０４の代わりにＲＦＩＤリーダ装置４０が格納してもよいし，ヘッダ(2)３０２に公開鍵を書き込んでもよい。

また，本一実施例では，改竄検知符号３１８の大きさを固定して説明しているが，ヘッダ(2)３０２に改竄検知符号３１８のデータ長を記載し，信頼性に応じて改竄検知符号３１８のデータ長を必要な長さに可変できるようにしても良い。

また，本一実施例では，改竄検知符号３１８全体が輻輳制御用データ（乱数）を兼ねているが，改竄検知符号３１８の部分値，または改竄検知符号３１８を含むデータを輻輳制御用データ（乱数）として用いても良い。更には，輻輳制御用データ（乱数）を別途用意しているＲＦＩＤに対しては，必ずしも改竄検知符号と輻輳制御用データ（乱数）を兼用しなくてもよい。

また，本一実施例では，ＩＤ情報３１１と制御情報３１２をＲＦＩＤリーダ装置４０に送っているが，必ずしもＩＤ情報３１１と制御情報３１２を送るのではなく，ＩＤの正当性検証を必要としない場合などには，ＩＤ情報３１１のみをＲＦＩＤリーダ装置４０に送信してもよい。

また，図５にてＲＦＩＤリーダ装置４０は，輻輳制御用データ（乱数）の領域に格納できる最大数から降順に付近のＲＦＩＤ３０へ送信し，応答命令を出しているが，順序を示す値を昇順やランダムにＲＦＩＤ３０へ送信し，応答命令を出してもよい。また，ＲＦＩＤ３０側の輻輳制御用データ（乱数）３１８を，例えば，８ｂｉｔずつに分割し，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，８ｂｉｔのデータを昇順または降順またはランダムにＲＦＩＤ３０へ送信し，ＲＦＩＤ３０は，８ｂｉｔずつに分割した輻輳制御用データ（乱数）３１８の内，最初の８ｂｉｔがＲＦＩＤリーダ装置４０から送られてきた値と一致しているかを判断して，応答してもよい。その際，最初の８ｂｉｔで同じ番号のＲＦＩＤ３０が複数存在した場合，再度，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，８ｂｉｔのデータを昇順または降順またはランダムにＲＦＩＤ３０へ送信し，ＲＦＩＤ３０は，８ｂｉｔずつに分割した輻輳制御用データ（乱数）の内，次の８ｂｉｔがＲＦＩＤリーダ装置４０から送られてきた値と一致しているかを判断して，応答し，それでも同じ番号が存在した場合，同様にその次の８ｂｉｔと，次々を繰り返すことにより，輻輳制御を行ってもよい。

また，改竄検知符号３１８は，輻輳制御用データ（乱数）として兼用しているが，改竄検知符号３１８またはその部分値を乱数生成用等に用いられる関数の初期値（ＩＶ）として利用し，動的に輻輳制御用の乱数を生成してもよい。

また，改竄検知符号と輻輳制御用データ（乱数）が一致し，且つＲＦＩＤリーダ装置４０は，輻輳制御用データ（乱数）の領域に格納できる最大数から降順または昇順やランダムに付近のＲＦＩＤ３０へ送信し，応答命令を出している場合，応答してきたＲＦＩＤ３０の改竄検知符号３１８は，ＲＦＩＤリーダ装置４０が輻輳制御用の順番を示す為に送信した値と等しい為，ＲＦＩＤ３０はＩＤ情報３１１のみをＲＦＩＤリーダ装置４０に送信し，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，ＲＦＩＤ３０から送られてきたＩＤ３１５と，輻輳制御用の順番を示す為にＲＦＩＤリーダ装置４０が送信した値から，ＩＤの正当性を検証してもよい。

また，図５にて，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，Ｓ１０７にてＭＡＣ検証が成功した場合に，業務アプリケーション５０へ必要な情報を送信しているが，Ｓ１０４のＥＤＣ検証が通過した時点で，業務アプリケーション５０へ必要な情報を送信し，その後，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，ＭＡＣ検証を引き続き行い，その結果を再度，業務アプリケーション５０へ送ってもよい。

また，本一実施例では，ＲＦＩＤリーダ装置４０内で，ＩＤの正当性検証を行っているが，業務アプリケーション装置５０または，ネットワークで繋がっているサーバ等に本実施例の検証機能を持たせ，ＲＦＩＤリーダ装置４０は，ＲＦＩＤ３０から送られてきた値のＥＤＣのみを検証し，業務アプリケーション装置５０またはネットワークで繋がっているサーバ等に引き渡し，業務アプリケーション装置５０またはネットワークで繋がっているサーバ等でＩＤの正当性を検証してもよい。

１０:ＩＤ発行装置，２０:データ埋込装置，３０：ＲＦＩＤ，４０：ＲＦＩＤリーダ装置，５０：業務アプリケーション装置，６０，７０:情報処理装置，６１:読取装置，６２，７４：メモリ，６３：入出力装置，６４：ＣＰＵ，６５：記憶装置，６６：通信装置，６７：記憶媒体，６８，７５：バス，７１：アンテナ部，７２：電源部，７３：論理部１０１，４０１:入出力部，１０２，４０２：制御部，１０３，４０３：暗号演算部，１０４，４０４：秘密鍵，３０１，３１１:ＩＤ情報，３０２，３１２：制御情報，３０３，３１３，３１９：ヘッダ，３０４，３１４：サービスヘッダ，３０５，３１５：ＩＤ，３０６：改竄検知符号，３０７，３０９，３１７，３１９：ＥＤＣ，３０８:輻輳制御用データ（乱数），３１８：改竄検知符号兼輻輳制御用データ（乱数）

Claims (5)

1. ＩＤ情報と，それに対応する改ざん検知符号情報と，を有し，
   前記改ざん検知符号情報が，複数のＲＦＩＤタグの読み取りを制御する輻輳制御情報を兼ねていることを特徴とするＲＦＩＤグ。
2. 請求項１に記載のＲＦＩＤタグにおいて，
   前記ＩＤ情報と改ざん検知符号情報とは別領域に格納されており，各々を連動させることにより，前記ＩＤ情報の正当性を確認するＲＦＩＤタグ。
3. 請求項１のＲＦＩＤタグにおいて，改ざん検知符号情報を，制御用データ又は関数入力の初期値のデータとして兼用することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
4. ＩＤ情報と，それに対応する改ざん検知符号情報と，を有したＲＦＩＤタグを用いたＲＦＩＤ読み取り方法において，
   前記ＲＦＩＤタグは前記改ざん検知符号情報が，複数のＲＦＩＤタグの読み取りを制御する輻輳制御情報を兼ねていて，
   前記輻輳制御情報の領域に記憶された改ざん検知符号情報を用いて前記ＩＤの正当性を判断するＲＦＩＤ読み取り方法。
5. 請求項４のＲＦＩＤ読み取り方法において，改ざん検知符号情報を，制御用データ又は関数入力の初期値のデータとして兼用することを特徴とするＲＦＩＤ読み取り方法。

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