JP2012194943A

JP2012194943A - リーダライタ装置

Info

Publication number: JP2012194943A
Application number: JP2011060268A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakatani; 崇史中谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】ＲＦＩＤタグのデータの不正な改竄を検出できるリーダライタ装置を得る。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ６は、固有ＩＤ部７にタグ固有情報を、記憶部８にＨａｓｈ値を記憶しており、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を介して、ＲＦＩＤタグ６との間でデータの書込み、読取りを行うようになっており、データの書込み時には、ＲＦＩＤタグ６からタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報と書込むべきデータを組み合わせてＨａｓｈ値を算出し、データをＨａｓｈ値とともにＲＦＩＤタグ６に書込み、データの読取り時には、ＲＦＩＤタグからデータ及びＨａｓｈ値並びにタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報とデータを組み合わせてＨａｓｈ値を算出し、読み取ったＨａｓｈ値とを比較することにより、データの改竄を検出するようにしている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（以下、ＲＦＩＤと称す）タグに対して、データの書込み及び読取りを行うリーダライタ装置に関するものである。

ＲＦＩＤシステムは、ＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダライタとの間で無線通信を行なうシステムである。ＲＦＩＤタグには、バッテリーを搭載し、その電力で駆動するアクティブ型タグと、ＲＦＩＤリーダライタから電力を受けて、これを電源とし駆動するパッシブ型タグがある。
アクティブ型は、パッシブ型に比べ、バッテリーを搭載しているため、通信距離、通信の安定度などのメリットがある反面、構造の複雑化、サイズの大型化、高コストなどのデメリットもある。また、近年の半導体技術の向上により、パッシブ型タグ用ＩＣチップの小型化、高性能化が進み、パッシブ型タグの幅広い分野での使用が期待されている。
パッシブ型タグにおいて、周波数帯が長波帯、短波帯のＲＦＩＤタグで適用されている電磁誘導方式では、ＲＦＩＤリーダライタの送信アンテナコイルとＲＦＩＤタグのアンテナコイルとの間の電磁誘導作用で、ＲＦＩＤタグに電圧が誘起され、この電圧によりＩＣチップを起動して通信を可能としている。
したがって、ＲＦＩＤリーダライタによる誘導電磁界内でしか、ＲＦＩＤタグが動作せず、通信距離は数十ｃｍ程度となってしまう。

また、ＵＨＦ帯及びマイクロ波帯などの高い周波数帯のＲＦＩＤタグでは、電波通信方式が適用されており、電波によりＲＦＩＤタグのＩＣチップに電力を供給しているため、通信距離は１〜７ｍ程度と大幅に向上している。
したがって、通信距離の短い長波帯、短波帯のＲＦＩＤシステムでは実現が困難であった複数枚のＲＦＩＤタグの同時読み取りや、移動しているＲＦＩＤタグの読み取りなどが可能となり、その利用範囲は、大幅に広がると考えられる。

上記利用に加え、管理対象品にＲＦＩＤタグを貼り付け、個体管理や流通管理などへの利用が考えられているが、ＲＦＩＤの通信プロトコルは、標準化されていること、また、ＲＦＩＤタグ上のデータを保護する仕組みが必要最低限のパスワードロックしか存在していないなど、データが不正に改竄される危険性がある。

特許文献１には、識別子と秘密鍵と組込みハッシュ関数を有するＲＦＩＤを含むアイテムを認証する方法であり、認証対象のアイテムのハッシュ関数の出力が、真正のアイテムのＲＦＩＤのハッシュ関数の出力と照合されて認証されるようにしたものが記載されています。

特表２００９−５１９６４１号公報（第４〜８頁、図１）

標準の通信プロトコルでは、データの変更を後から検出する仕組みが存在しない。標準の通信プロトコルでは、データ領域のライトロックは可能であり、これを解除するためには適切なアクセスパスワードが必要であるが、このアクセスパスワードが解析されるとデ
ータの書き換えが行える。また、データが書き換えられたことを検出する手段が通信プロトコルには存在しないため、データが不正に改竄されたことを検知することができない、という問題があった。
特許文献１のものは、ＲＦＩＤを含むアイテムを認証する方法であり、データの不正な改竄を検出するものではなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、ＲＦＩＤタグのデータの不正な改竄を検出できるリーダライタ装置を得ることを目的とする。

この発明に係わるリーダライタ装置においては、タグ固有情報を有するＲＦＩＤタグに対して、データの書込み及び読取りを行うリーダライタ装置であって、ＲＦＩＤタグからタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報と書込むべきデータを組み合わせてハッシュ値を算出し、データを算出したハッシュ値とともにＲＦＩＤタグに書込む書込み手段、及びＲＦＩＤタグから書込み手段によって書込まれたデータ及びハッシュ値並びにタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報とデータを組み合わせてハッシュ値を算出し、この算出したハッシュ値と読み取ったハッシュ値とを比較することにより、データの改竄を検出する読取り手段を備えたものである。

この発明は、以上説明したように、タグ固有情報を有するＲＦＩＤタグに対して、データの書込み及び読取りを行うリーダライタ装置であって、ＲＦＩＤタグからタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報と書込むべきデータを組み合わせてハッシュ値を算出し、データを算出したハッシュ値とともにＲＦＩＤタグに書込む書込み手段、及びＲＦＩＤタグから書込み手段によって書込まれたデータ及びハッシュ値並びにタグ固有情報を読取り、この読み取ったタグ固有情報とデータを組み合わせてハッシュ値を算出し、この算出したハッシュ値と読み取ったハッシュ値とを比較することにより、データの改竄を検出する読取り手段を備えたので、ＲＦＩＤタグ上のデータの改竄をデータの読み取り時に検出することが可能となる。

この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の通常の読取手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の通常の書込手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ書込手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ読取手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２によるリーダライタ装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ書込手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ読取手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４によるリーダライタ装置を示す構成図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置を示す構成図である。
図１において、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ選択読み取り方式のリーダライタ装置１は、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤタグ６との間で読み出し及び書き込みを行う。
リーダライタ装置１は、次のように構成されている。
制御部２は、データ改竄防止処理を司る。送受信部３は、ＲＦＩＤタグ６との間でデータを送受信する。アンテナ部４は、送受信部３のデータを発信及び受信するためのアンテナである。

ＲＦＩＤタグ６は、半導体メモリなどのタグメモリ領域９を有し、このタグメモリ領域９に、タグ固有情報を記憶した固有ＩＤ部７と、Ｈａｓｈ値を記憶した記憶部８とを有している。

図２は、この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の通常の読取手順を示すフローチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の通常の書込手順を示すフローチャートである。

図４は、この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ書込手順を示すフローチャートである。
図５は、この発明の実施の形態１によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ読取手順を示すフローチャートである。

次に、動作について説明する。
まず、図２を用いて、通常のデータ読取手順について説明する。
リーダライタ装置１に対して、ＲＦＩＤタグ６に対する読み取り指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を制御して、ＲＦＩＤタグ６に対して、データの読み取り指示を行う（Ｓ１）。ＲＦＩＤタグ６は、リーダライタ装置１からのデータの読み取り指示を受け取ると、データを返信し、応答する。リーダライタ装置１は、そのＲＦＩＤタグ６からの応答を受信することで、データの読み取りが行われる（Ｓ２）。

次に、図３を用いて、通常の書き込み手順について説明する。
リーダライタ装置１に対して書き込み指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を制御して、ＲＦＩＤタグ６に対して、データの書き込み指示を行う（Ｓ１１）。ＲＦＩＤタグ６は、指示されたデータの書き込みを行うと、書き込み結果をリーダライタ装置１に対して送信し、応答する。リーダライタ装置１は、ＲＦＩＤタグ６からの応答を受信することで、書き込み結果を確認することができる（Ｓ１２）。

次に、図４を用いて、改竄防止時の書込手順（書込み手段）について説明する。
リーダライタ装置１に対して、書き込み指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、タグ固有情報をＲＦＩＤタグ６に要求する（Ｓ２１）。ＲＦＩＤタグ６は、求められたタグ固有情報をリーダライタ装置１に対して返送し、ＲＦＩＤタグ６は、これを受信する（Ｓ２２）。
次いで、タグ固有情報を受け取ったリーダライタ装置１は、データとタグ固有情報を組み合わせて、Ｈａｓｈ値を算出する（Ｓ２３）。次に、データをＲＦＩＤタグ６のタグメモリ領域９に書き込ませ（Ｓ２４）、算出したＨａｓｈ値をＲＦＩＤタグ６の記憶部８に書き込ませる（Ｓ２５）。

次に、図５を用いて、改竄防止時の読取手順（読取り手段）について説明する。
リーダライタ装置１に対して読み込み指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、タグ固有情報をＲＦＩＤタグ６に対して要求する（Ｓ３１）。ＲＦＩＤタグ６は、タグ固有情報をリーダライタ装置１に対して返送し、リーダライタ装置１は、これを受信する（Ｓ３２）。次いで、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、データをＲＦＩＤタグ６に対して要求する（Ｓ３３）。ＲＦＩＤタグ６は、データと、記憶部８のＨａｓｈ値をリーダライタ装置１に対して返送し、リーダライタ装置１は、これを受信する（Ｓ３４）。
これらを受け取ったリーダライタ装置１は、データとタグ固有情報を組み合わせて、Ｈａｓｈ値を算出し、算出したＨａｓｈ値と受信したＨａｓｈ値との比較を行い（Ｓ３５）、受信したＨａｓｈ値と算出したＨａｓｈ値の比較結果が一致することで、データが改竄されていないことを確認し、正規データ処理を実行する（Ｓ３６）。また、比較結果、不一致となることで、データが改竄されたことを検知し、不正データ処理を実行する（Ｓ３７）。

実施の形態１によれば、リーダライタ装置にデータの改竄を検出する機能を設けたので、ＲＦＩＤタグのデータが改竄されたことを検出することができる。

実施の形態２．
以下に、実施の形態２について説明する。
図６は、この発明の実施の形態２によるリーダライタ装置を示す構成図である。
図６において、１〜４、６〜９は図１におけるものと同一のものである。図６では、リーダライタ装置１に記憶部５を設け、この記憶部５に後述するシステムコードを格納している。

実施の形態２におけるリーダライタ装置１では、記憶部５にシステムコードが記憶されている。
このシステムコードは、リーダライタ装置１を司るシステム毎に固有の情報となっている。このシステムコードは、図４のＳ２３及び図５のＳ３５にて、Ｈａｓｈ値を算出する際に、データ及びタグ固有情報とともに用いられる。
Ｈａｓｈ値の計算にシステムコードを用いることで、タグの固有ＩＤ情報が読み取られても、システムコードが確認できない限り、データの改ざんを検知することができる。

実施の形態２によれば、より確実にＲＦＩＤタグのデータが改竄されたことを検知することができる。

実施の形態３．
以下に、実施の形態３について説明する。
図７は、この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置を示す構成図である。
図７において、１〜９は図６におけるものと同一のものである。図７では、固有ＩＤ部７に記録されたタグ固有情報として、ＥＰＣコード（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｄｕ
ｃｔＣｏｄｅ）とＴＩＤ（ＴａｇＩＤ）を有している。また、記憶部８にヘッダ情報
を格納している。このヘッダ情報は、Ｈａｓｈ値を算出する際に使用した、タグ固有情報のＥＰＣコード、ＴＩＤやシステムコードの固有情報の組み合わせを表している。

図８は、この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ書込手順を示すフローチャートである。
図９は、この発明の実施の形態３によるリーダライタ装置の改竄防止処理を組み込んだ読取手順を示すフローチャートである。

実施の形態１、２のＲＦＩＤタグ６のタグメモリ領域９は、Ｈａｓｈ値を記録する記憶部８を有するが、実施の形態３は、この記憶部８にヘッダ情報を合わせて記憶させるようにした。ここで、ヘッダ情報とは、Ｈａｓｈ値を算出する際に使用したタグ固有情報のＥＰＣコード、ＴＩＤやシステムコードの固有情報の組み合わせを表している。

Ｈａｓｈ値の算出に使用される固有情報には、（１）ＥＰＣコード、（２）ＴＩＤ、（３）システムコードがあり、（１）及び（２）はＲＦＩＤタグ６上の固有ＩＤ部７に記録される。（３）のシステムコードは、実施の形態２で述べたように、リーダライタ装置１上の記憶部５に記録される。

Ｈａｓｈ値のタイプは、次の７種類となる。
I．ＥＰＣコードのみから算出。II．ＴＩＤのみから算出。III．システムコードのみから算出。IV．ＥＰＣコードとＴＩＤの組み合わせから算出。V．ＥＰＣコードとシステム
コードの組み合わせから算出。VI．ＴＩＤとシステムコードの組み合わせから算出。VII
．ＥＰＣコードとＴＩＤとシステムコードの組み合わせから算出。

データの書き込み時に、Ｈａｓｈ値の算出に使用した固有情報の組み合わせをヘッダ情報としてＲＦＩＤタグ６の記憶部８に書き込み、データ読取り時に記憶部８上のヘッダ情報とＨａｓｈ値を読み取り、Ｈａｓｈ値の算出の比較を行う。
これにより、Ｈａｓｈ値がどの情報の組み合わせかを事前に確認することなく、ＲＦＩＤタグの通信処理内で自動的に識別可能となる。

次に、図８を用いて、改竄防止時の書込手順について説明する。
リーダライタ装置１に対して、書き込み指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、タグ固有情報をＲＦＩＤタグ６に要求する（Ｓ８１）。ＲＦＩＤタグ６は、求められたタグ固有情報をリーダライタ装置１に対して返送し、ＲＦＩＤタグ６は、これを受信する（Ｓ８２）。
次いで、タグ固有情報を受け取ったリーダライタ装置１は、データと固有情報を組み合わせて、Ｈａｓｈ値を算出する（Ｓ８３）。次に、データをＲＦＩＤタグ６に書き込み（Ｓ８４）、算出したＨａｓｈ値とヘッダ情報をＲＦＩＤタグ６の記憶部８に書き込む（Ｓ８５）。

次に、図９を用いて、改竄防止時の読取手順について説明する。
リーダライタ装置１に対して読み込み指示を行うと、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、タグ固有情報をＲＦＩＤタグ６に対して要求する（Ｓ９１）。ＲＦＩＤタグ６は、タグ固有情報をリーダライタ装置１に対して返送し、リーダライタ装置１は、これを受信する（Ｓ９２）。次いで、リーダライタ装置１の制御部２は、送受信部３とアンテナ部４を用いて、データをＲＦＩＤタグ６に対して要求する（Ｓ９３）。ＲＦＩＤタグ６は、データと、記憶部８のヘッダ情報及びＨａｓｈ値をリーダライタ装置１に対して返送し、リーダライタ装置１は、これを受信する（Ｓ９４）。
これらを受け取ったリーダライタ装置１は、ヘッダ情報にしたがって、固有情報及びデータを用いて、Ｈａｓｈ値を算出し、算出したＨａｓｈ値と受信したＨａｓｈ値との比較を行い（Ｓ９５）、受信したＨａｓｈ値と算出したＨａｓｈ値の比較結果が一致することで、データが改竄されていないことを確認し、正規データ処理を実行する（Ｓ９６）。また、比較結果、不一致となることで、データが改竄されたことを検知し、不正データ処理を実行する（Ｓ９７）。

実施の形態３によれば、Ｈａｓｈ値算出に種々のコードを組み合わせて使用することにより、ＲＦＩＤタグのデータ改竄がより難しくなり、検知しやすくなる。

実施の形態４．
以下に、実施の形態４について説明する。
図１０は、この発明の実施の形態４によるリーダライタ装置を示す構成図である。
図１０において、１〜９は図７におけるものと同一のものである。図１０では、リーダライタ装置１の記憶部５に、タグ固有情報のＴＩＤに対応して、ＲＦＩＤタグがもつ機能を定義したテーブルを格納している。

実施の形態４は、実施の形態３と同様の構成及び処理であるが、図８のＳ８３及び図９のＳ９５においてＨａｓｈ値を算出する際、リーダライタ装置１上の記憶部５に保管したＴＩＤとタグ機能のテーブルから、Ｈａｓｈ値を算出する最適な固有情報の組み合わせを選択する機能をリーダライタ装置１に持たせている。
すなわち、記憶部５に格納されたテーブルを参照して、システムコード及びタグ固有情報のＥＰＣコード、ＴＩＤの内から１つ以上の組み合わせを、ＲＦＩＤタグの機能に対応するように選択し、この選択された組み合わせに応じてＨａｓｈ値を算出するようにしている。
これにより、Ｈａｓｈ値の算出について、ユーザーは意識することなく、最適な固有情報の組み合わせによる処理を行うことができる。

実施の形態４によれば、リーダライタ装置の記憶部に、ＴＩＤとタグ機能のテーブルを持たせるとともに、Ｈａｓｈ値を算出する最適な固有情報の組み合わせを選択する機能をリーダライタ装置に持たせたので、ユーザーは意識することなく、最適な固有情報の組み合わせによるＨａｓｈ値の算出を行うことができる。

１リーダライタ装置
２制御部
３送受信部
４アンテナ部
５記憶部
６ＲＦＩＤタグ
７固有ＩＤ部
８記憶部
９タグメモリ領域

Claims

タグ固有情報を有するＲＦＩＤタグに対して、データの書込み及び読取りを行うリーダライタ装置であって、
上記ＲＦＩＤタグから上記タグ固有情報を読取り、この読み取った上記タグ固有情報と書込むべきデータを組み合わせてハッシュ値を算出し、上記データを上記算出したハッシュ値とともに上記ＲＦＩＤタグに書込む書込み手段、
及び上記ＲＦＩＤタグから上記書込み手段によって書込まれたデータ及び上記ハッシュ値並びに上記タグ固有情報を読取り、この読み取った上記タグ固有情報と上記データを組み合わせてハッシュ値を算出し、この算出したハッシュ値と上記読み取ったハッシュ値とを比較することにより、上記データの改竄を検出する読取り手段を備えたことを特徴とするリーダライタ装置。
上記リーダライタ装置に固有のシステムコードを記憶した記憶部を備え、
上記書込み手段及び上記読取り手段によるハッシュ値の算出に際して、上記システムコードを用いることを特徴とする請求項１記載のリーダライタ装置。
上記タグ固有情報は、複数のコードを有し、
上記書込み手段は、ハッシュ値の算出に際して、上記システムコード及び上記タグ固有情報の上記複数のコードの内から１つ以上の組み合わせを選択して用いるとともに、この選択結果をヘッダ情報として、上記ＲＦＩＤタグに書込み、
上記読取り手段は、上記ＲＦＩＤタグからの上記データの読取りに当たって、上記ヘッダ情報を読取り、この読取ったヘッダ情報にしたがって、上記ハッシュ値の算出を行うことを特徴とする請求項２記載のリーダライタ装置。
上記リーダライタ装置の記憶部には、上記タグ固有情報とＲＦＩＤタグのもつ機能とを対応付けて定義したテーブルが記憶され、
上記書込み手段によるハッシュ値の算出に際しては、上記テーブルを参照して、上記システムコード及び上記タグ固有情報の上記複数のコードの内から１つ以上の組み合わせを、上記ＲＦＩＤタグの機能に対応するように選択することを特徴とする請求項３記載のリーダライタ装置。