JP3603652B2

JP3603652B2 - Card reader for vehicles

Info

Publication number: JP3603652B2
Application number: JP06534399A
Authority: JP
Inventors: 一郎吉田; 麻子前田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP2000259876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高度交通システムに適用される車両用カードシステムに用いられるカードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種のカードシステムにおいては、カード形状のプレート内に半導体チップを埋め込んでＩＣカードとし、このＩＣカード内のデータを外部からのアクセスにより読み出すことで、ＩＣカードの使用者を特定するシステムが提案されている。
【０００３】
現状のＩＣカードを使用するシステムは、一つのアプリケーションを想定しているため、ＩＣカードの認証にはそのアプリケーション専用の認定方法が用いられている。例えば、このような認証方法は、クレジットカードやテレホンカードにおいて採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両に用いられるＩＣカードにおいて、例えば、クレジットカードによる支払いと、有料道路カードによる支払いと、ガソリンスタンドやバーガーショップ等のお店の支払いとを、それぞれ、別々のＩＣカードを用いる場合、それぞれ、異なるセキュリティレベルがあるため、異なる認証手段がそれぞれ必要とされる。
【０００５】
従って、これら各用途に応じたＩＣカードをそれぞれ読むためには、異なるセキュリティレベルにそれぞれ対応した別々のカードリーダが複数必要となる。
しかし、このように複数のカードリーダを採用すると、ユーザがどのＩＣカードをどのカードリーダに挿入すべきかが分からなくなったり、車両への複数のカードリーダの設置スペースが必要となったり、また、複数のカードリーダの操作による安全性の低下が起きたりして、ユーザにとって非常に不便である。
【０００６】
これに対する対策としては、ＩＣカードの形状やこのＩＣカードに対する電力供給方法に関する外形的な仕様の標準化が行われている。即ち、このような標準化によりリードライトインターフェースを設けたＩＣカードを車両に採用すれば、車両のカードリーダは、ＩＣカードの形状や電力供給方法からＩＣカードの種類を区別することができる。
【０００７】
しかし、実際は、各ＩＣカードの用途によるセキュリティの確保のために、各カードリーダには、用途に応じたセキュリティ確認手段がそれぞれ別々に採用されている。このため、カードリーダがどのような用途のＩＣカードに対してもリードライト処理をするということはできない。
特に、有料道路カード用カードリーダには、有料道路カード用のセキュリティアクセスモジュールが設けられ、かつ、このセキュリティアクセスモジュールにＩＣカードへの通信ポートが形成されている。このため、有料道路カードによる支払い以外の用途にカードリーダを使用するためには、セキュリティアクセスモジュールの仕様を他の用途で使えるように公開するという必要性が生じる。
【０００８】
しかし、セキュリティの内容（認証方法）を公開するということは、セキュリティが低下することになるため、有料道路カード用カードリーダを他の用途（有料道路カードによる支払いを管理する機関以外）には使用できない。従って、有料道路カードによる支払い以外の用途（アプリケーション）をもつＩＣカードをも処理できる新たなカードリーダが必要となるという不具合が生じる。
【０００９】
また、路上機が一つの用途（アプリケーション）を設定する場合、複数のアプリケーションに対応したカードリーダが応答すると、路上機は、設定されたアプリケーション以外のアプリケーションをもつカードリーダの処理も必要となり、路上機の処理負荷が重くなるという不具合が生じる。そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、少なくとも一つのＩＣカードに記録した種々のアプリケーションに対し、セキュリティを正常に確保しつつ、単一のカードリーダでもって対応できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するにあたり、請求項１に記載の発明によれば、路上機（１０）との間で通信を行うように車両に搭載され、第１及び第２の用途用ＩＣカード（３０）が挿入される車両用のカードリーダであって、ＩＣカードの挿入に基づき当該ＩＣカードに初期コマンドを出力する初期コマンド出力手段（５０、５１）と、ＩＣカードが初期コマンドを受けて第１或いは第２の用途に応じてＩＣカードの認証を行うための第１或いは第２の用途用照合データをカードリーダに返したとき、当該用途用照合データを用いて第１或いは第２のセキュリティを確認するセキュリティ確認手段（２２、２４、２５、６０、６１、７０、７１）とを備えて、このセキュリティ確認手段のセキュリティ確認によるＩＣカードの認証後、その後の処理を行う。
【００１１】
これにより、ＩＣカードが少なくとも第１及び第２の用途用であっても、カードリーダは、初期コマンドに基づくＩＣカードからの照合データによりセキュリティを確認するので、カードリーダが単一であっても、正常なセキュリティを確保した上でこれに対応する処理を行える。さらに、請求項１に記載の発明によれば、路上機から通信を開始するときに送信される用途用照合データに基づき特定できる用途データを有するとき路上機との通信の開始のために応答する応答手段（２２０）を備える。このことにより、カードリーダによる正常なセキュリティの確認済みのもとに、路上機とカードリーダとの間の通信が適正に行える。また、請求項２に記載の発明によれば、路上機との間で通信を行うように車両に搭載され、第１及び第２の各用途用の各ＩＣカードのいずれかが挿入される車両用のカードリーダであって、各ＩＣカードのいずれかの挿入に基づき当該ＩＣカードに初期コマンドを出力する初期コマンド出力手段（５０、５１）と、ＩＣカードが初期コマンドを受けて第１或いは第２の用途に応じて当該ＩＣカードの認証を行うための用途用照合データをカードリーダに返したとき、当該用途用照合データを用いてセキュリティを確認するセキュリティ確認手段（２２、２４、２５、６０、６１、７０、７１）とを備えて、このセキュリティ確認手段のセキュリティ確認によるＩＣカードの認証後、その後の処理を行うようになっており、さらに、当該車両用のカードリーダは、前記路上機から通信を開始するときに送信される用途用照合データに基づき特定できる用途データを有するとき前記路上機との通信の開始のために応答する応答手段（２２０）を備える。
【００１２】
このように、請求項１に記載の発明と異なり、少なくとも第１及び第２の各用途用の各ＩＣカードを備える場合でも、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。ここで、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明において、セキュリティ確認手段は、第１及び第２の用途に対応した第１、第２のセキュリティアクセスモジュール（２４、２５）と、第１、第２のセキュリティアクセスモジュールと前記挿入されたＩＣカードとの接続を選択的に切り換える切り換え回路（２２）とを有し、第１或いは第２の用途に対応して切り換え回路により前記挿入されたＩＣカードと接続するセキュリティアクセスモジュールを選択して前記セキュリティを確認する。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る車両用カードシステムをの一例を示している。
このカードシステムは、当該車両の適所に搭載されており、当該カードシステムは、路上機１０と通信するカードリーダ２０と、ＩＣカード３０とにより構成されている。
【００１５】
路上機１０は、カードリーダ２０との通信のため、例えば、高速道路の路上に配設されており、この路上機１０は、そのＣＰＵにより、図２及び図３にて示すフローチャートに従い、路上機用プログラムを実行する。この実行中において、路上機１０は、カードリーダ２０との通信に要する演算処理をする。
ここで、路上機１０がカードリーダ２０との通信を行うときに用いる通信フレームについて図７を参照して説明する。通信フレームは、図７にて示すごとく、フレームコントロールメッセージスロット（以下、ＦＣＭＳという）、メッセージデータスロット（以下、ＭＤＳという）、ワイヤレスコミュニケーションナンバースロット（以下、ＷＣＮＳという）及びアプリケーションスロット（以下、ＡＣＴＳという）により構成される。
【００１６】
この構成は、路上機１０からカードリーダ２０へのアプリケーションＩＤの送信に用いるフレーム構成である。即ち、路上機１０は、ＦＣＭＳに含まれるアプリケーションＩＤ送信用フレームコントロールメッセージチャネル（以下、ＦＣＭＣという）を用いてカードリーダ２０にどのようなアプリケーションを送信するかが図７において示されている。また、カードリーダ２０にどのＭＤＳを用いて応答を返すかもＦＣＭＳで指定する。
【００１７】
なお、ＦＣＭＣは、図７にて示すごとく、ＰＲ（プリアンブル）、ＵＷ（ユニークワード）、・・・・、ＣＲＣ（ＰＲとＵＷ１以外についてのＣＲＣ計算結果）からなる。また、ＳＣ（サービスアプリケーション情報フィールド）に路上機１０が提供可能なアプリケーションＩＤ、ＳＣ（ｉ）のＩＤＮ（リングアドレスサブフィールド）には、カードリーダ２０のＩＤデータが入るようになっている。
【００１８】
同じカードリーダに複数のアプリケーションを送信する場合、路上機１０は、ＳＣでアプリケーションＩＤのセットをし、ＳＣ（ｉ）のＩＤＮに同じカードリーダをセットする。このことは、路上機１０がアプリケーション処理を時間帯で分けて行うことを意味する。カードリーダのアプリケーション切り換えに時間が必要な場合には、路上機１０は、通信に使用するＭＤＳを連続させないで、アプリケーション切り換えの時間を確保できるようにＳＣにてアプリケーションの割り当て順を決定する（図７参照）。図７には、この割り当て例が示されている。
【００１９】
カードリーダ２０は、図１にて示すごとく、ＩＣカード用インターフェイス２１（以下、Ｉ／Ｆ２１という）を備えており、このインターフェイス２１は、カードリーダ２０へのＩＣカード３０の挿入に伴い当該ＩＣカード３０の記憶データを読み書きする。
また、カードリーダ２０は切り換え回路２２を備えており、この切り換え回路２２は、Ｉ／Ｆ２１の処理データをＣＰＵ２３に出力する。また、切り換え回路２２は、ＣＰＵ２３の出力データ、各セキュリティアクセスモジュール２４、２５（以下、ＳＡＭ２４、２５という）の出力データをＩ／Ｆ２１を通してＩＣカード３０に入力する。なお、このような切り換え回路２２の処理は、ＣＰＵ２３の指令のもと、切り換え回路２２による通信ラインＬへのＩ／Ｆ２１の直接接続処理、ＳＡＭ２４、２５の選択処理の切り換えで達成される。
【００２０】
ＣＰＵ２３は、図４にて示すフローチャートに従い、ＩＣカード用プログラムを実行し、この実行中において、ＩＣカード３０との間の通信処理や表示器２９の表示処理を行う。また、ＣＰＵ２３は、図５及び図６にて示すフローチャートに従い、カードリーダ用プログラムを実行し、この実行中において、メモリ２６の記憶データの読み込み書き込み処理、両ＳＡＭ２４、２５への出力処理、切り換え回路２２とのデータの入出力処理、インターフェイス２７（以下、Ｉ／Ｆ２７という）への出力処理及び通信回路２８との送受信処理を行う。
【００２１】
Ｉ／Ｆ２７は、ＣＰＵ２３と外部回路との間のデータ入出力を行う。
通信回路２８は、アンテナ２９を通して路上機１０にデータを送信し、また、アンテナ２９を通して路上機１０からの送信データを受信してＣＰＵ２３に出力する。
このように構成した本実施形態の作動につき図２乃至図６のフローチャートに加え、図８をも参照して説明する。
【００２２】
路上機１０は、そのＣＰＵにより、図２及び図３にて示すフローチャートに従い、路上機用プログラムを実行しているものとする。また、カードリーダ２０においては、ＣＰＵ２３が、カードリーダ２０へのＩＣカード３０の後述のような挿入に伴い、図４にて示すフローチャートに従いＩＣカード用プログラムの実行を開始する。また、当該車両が路上機１０近傍に到達したとき、カードリーダ２０においては、ＣＰＵ２３が、路上機１０からの信号に基づき、図５及び図６のフローチャートに従い、カードリーダ用プログラムの実行を開始する。
【００２３】
このような状態において、当該車両の運転者は、図１にて示すごとくＩＣカード３０をカードリーダ２０に挿入するものとする。すると、ＣＰＵ２３は、Ｉ／Ｆ２１及び切り換え回路２２を介し、図４のフローチャートに従い、ＩＣカード用プログラムの実行を開始し、ステップ５０にて、ＩＣカード３０の挿入に基づきＹＥＳと判定し、ステップ５１にて、通信ラインＬ、切り換え回路２２及びＩ／Ｆ２１を介してＩＣカード３０に初期コマンドを送信する。
【００２４】
これに伴い、ＩＣカード３０が上記初期コマンドに応答すると、ＣＰＵ２３は、ステップ６０にて、ＹＥＳと判定し、ステップ６１において、ＩＣカード３０の対応アプリケーションを確認する。具体的には、ＣＰＵ２３はＩＣカード３０から対応アプリケーションのＩＤ（用途番号）をＩ／Ｆ２１及び切り換え回路２２を介し受ける。なお、ステップ６０における判定がＮＯとなる場合には、ステップ６２にて、ＩＣカードが違うというカードエラー表示処理がなされ、その旨、表示器２９に表示される。
【００２５】
次に、ステップ７０において、ＣＰＵ２３は、ＩＣカード３０からのアプリケーションに対応できるかどうかを、対応アプリケーションリストから検索する。なお、この検索のための初期化処理プログラムがメモリ２６に予め記憶されている。
そして、対応アプリケーションがあるときには、ステップ７０における判定がＹＥＳとなる。これに伴い、ＣＰＵ２３は、ステップ７１において、対応アプリケーション毎に対応するＳＡＭ２４、２５を選択し、セキュリティ処理を指令するする。このため、ＳＡＭ２４、２５は、ＩＣカード３０の認証（暗号化データの交換、機能チェック、不正防止）を行う。なお、ステップ７０の判定がＮＯとなる場合には、ＣＰＵ２３は、ステップ７２にて、対応アプリケーションには対応不能とのカードエラー表示処理がなされ、その旨、表示器２９に表示される。
【００２６】
また、上記ステップ７１におけるセキュリティ処理が完了しない場合には、ＣＰＵ２３が、ステップ８０にて、ＮＯと判定し、ステップ８２にて、ＩＣカード３０の破壊の表示処理をし、その旨、表示器２９に表示される。
ステップ８０における判定がＹＥＳとなると、ＣＰＵ２３は、ステップ８１にて、ＩＣカード３０のデータをＳＡＭ２４、２５のメモリ内に格納し、ステップ８３にてスタンバイモード処理をする。
【００２７】
その後、路上機１０が、図２のフローチャートのステップ１００において、通信フレームをＦＣＭＣを通して送信すると、カードリーダ２０がアンテナ２９により路上機１０の通信フレームを受信する。
上述のように、ステップ１１０における処理が終了すると、受信通信フレームは、図５のステップ２００において、通信回路２８を通してＣＰＵ２３に入力される。ついで、ＣＰＵ２３は、ステップ２１０において、通信フレーム中のアプリケーションを確認する。
【００２８】
その後、ステップ２２０において、ＣＰＵ２３は、対応アプリケーションがメモリ２６にあるかにつきチェックする。ここで、対応アプリケーションがないときには、ステップ２２０における判定がＮＯとなり、ＣＰＵ２３は、カードリーダ２０が路上機１０との通信を行わないように、ステップ２２１において、応答信号を送信しない処理をする。このため、カードリーダ２０は、路上機１０に対し応答信号を送信しない。
【００２９】
対応アプリケーションがある場合には、ステップ２２０における判定がＹＥＳとなり、ＣＰＵ２３は、ステップ２２２にて、対応アプリケーションをメモリ２６の記憶データから選択する。
そして、ＣＰＵ２３は、ステップ２２３にて、ＡＣＴＳを用いて対応アプリケーション（図９参照）を通信回路２８及びアンテナ２９を通して路上機１０に返す。
【００３０】
これに伴い、路上機１０は、ステップ１１０においてＡＣＴＣへの応答の有無を判定する。現段階では、カードリーダ２０から対応アプリケーションが送信されているため、路上機１０は、ステップ１１１において、カードリーダ２０のＩＤ（以下、カードリーダＩＤという）を確認し、そして受信したカードリーダＩＤ毎に応答するタイミング（ＭＤＳＣの位置）及びアプリケーションをステップ１１２において通信割り当てする。
【００３１】
これに伴い、路上機１０は、割り当てたタイミングにて次の通信フレームをステップ１２０においてＦＣＭＣを通して送信する。
カードリーダ２０が、路上機１０からの次の通信フレームをアンテナ２９により受信すると、ＣＰＵ２３は、この受信通信フレームを通信回路２８を通してステップ２３０において入力される。すると、ＣＰＵ２３は、ステップ２３１にて、上記次の通信フレームのＦＣＭＣから、どのタイミングで路上機１０と通信を行うかにつき読み出して通信準備を行う。即ち、ＣＰＵ２３は、上記次の通信フレームにおけるアプリケーションに対応したＳＡＭを、ＳＡＭ２４、２５から選択し、必要なセキュリティデータをセットして通信の準備を行う。
【００３２】
路上機１０は、ステップ１２０における上記次の通信フレームの送信後において、ステップ１２１において、ＭＤＳ毎にアプリケーションとこのアプリケーションに対応する路上機のＳＡＭを設定し、セキュリティデータを準備する。
然る後、路上機１０は、ステップ１３０において、その次の通信フレームをＭＤＳＣでもって送信する。
【００３３】
これに対応して、カードリーダ２０は、アンテナ２９によりその次の通信フレームを受信すると、この通信フレームは、通信回路２８を通してＣＰＵ２３に入力される。すると、ＣＰＵ２３は、ステップ２４０において、路上機１０からのＭＤＳＣを介する通信フレームを受信している否かを判定する。
現段階では、当該通信フレームは既に受信済みであることからステップ２４０における判定はＹＥＳとなる。すると、ＣＰＵ２３は、ＭＤＳＣに準備したデータを応答信号として通信回路２８及びアンテナ２９を通して路上機１０に送信する。
【００３４】
すると、路上機１０は、ステップ１４０において、カードリーダ２０からの通信フレームの受信に対する応答があるかにつき判定する。現段階では、カードリーダ２０からの応答信号は送信済みであることから、ステップ１４０における判定がＹＥＳとなる。
なお、当該ステップ１４０における判定がＮＯとなる場合には、路上機１０は、ステップ１４１において、ステップ１３０における通信フレームをＭＤＳＣでもってカードリーダ２０に再送信し、その後ステップ１２０乃至１４０の処理を繰り返す。ここで、カードリーダ２０では、上記再送信に基づく処理がＣＰＵ２３によりステップ２４０の判定としてなされる。
【００３５】
上述のように、カードリーダ２０においてステップ２４１の処理が終了すると、ＣＰＵ２３は、ステップ２４２にて、路上機１０より受信したデータをセキュリティ処理し、次の路上機への送信の準備を行い、次のステップ２４３において、セキュリティチェックを行う。
ここで、セキュリティが正常であれば、ＣＰＵ２３は、ステップ２５０にて、ＹＥＳと判定し、その後の処理に進む。
【００３６】
一方、路上機１０において上述のごとくステップ２５０におけるＹＥＳとの判定がなされると、路上機１０は、ステップ１４２において、受信データのセキュリティ処理を行い、ステップ１４３にて、セキュリティチェックを行う。
しかして、セキュリティが正常であれば、路上機１０はステップ１５０にてＹＥＳと判定しその後の処理に進む。なお、ステップ１５０における判定がＮＯとなる場合には、この結果がステップ１５１にて記録されてステップ１２０の処理が再度なされる。
【００３７】
以上のようにして、カードリーダ２０においてＣＰＵ２３がステップ２５０におけるＹＥＳとの判定し、路上機１０がステップ１５０にてＹＥＳと判定することで、カードリーダ２０及び路上機１０の双方のセキュリティが共に正常であると判定されると、路上機１０とカードリーダ２０との間では、以下のような通信処理がなされる。
【００３８】
即ち、路上機１０によるステップ１６０乃至ステップ１６３の処理及びカードリーダ２０のＣＰＵ２３によるステップ２６０乃至２６３の処理が繰り返されて路上機１０とカードリーダ２０との間のデータ送受信が繰り返される。
ここで、路上機１０は、ステップ１６０において、通信フレームをＦＣＭＣでもって送信し、ステップ２６１にてＭＤＳを設定し、ステップ２６２にてデータ準備をする。
【００３９】
一方、カードリーダ２０は、ステップ１６０にて送信された通信フレームをアンテナ２９により受信すると、この受信通信フレームは、ステップ２６０にてＣＰＵ２３に入力される。すると、ＣＰＵ２３は、ステップ２６１にて、ＭＤＳを設定し、ステップ１６２にてデータ準備する。
以上のような処理がなされると、両ステップ１６３、２６３における送受信処理でもって、路上機１０とカードリーダ２０との間の送受信がなされる。
【００４０】
このような状態において、路上機１０が、ステップ１７１にて、通信完了通知を送信すると、ＣＰＵ２３が、ステップ２７０において、アンテナ２９及び通信回路２８を通して上記通信完了通知を入力されて、通信完了応答を出力する。これに伴い、カードリーダ２０は、その通信回路２８及びアンテナ２９を通して上記通信完了応答を路上機１０に送信する。
【００４１】
これにより、路上機１０は、ステップ１７１にて、上記通信完了応答の受信により通信完了を確定し、その旨カードリーダ２０に送信する。このため、カードリーダ２０は、路上機１０からの通信完了確定の送信に基づき、ＣＰＵ２３により、ステップ２７１にて、通信終了処理をする。
以上説明したように、ＩＣカード３０が両アプリケーションを有していても、カードリーダ２０が、アプリケーションの正常なセキュリティを確認した上で、その後の処理を行う。
【００４２】
このことは、カードリーダ２０が単一であっても、ＩＣカード３０の各アプリケーションのセキュリティを正常に確保した上で、安全にその後の処理を行えることを意味する。
また、路上機１０とカードリーダ２０との通信が、カードリーダ２０によるアプリケーションの正常なセキュリティの確認後においてなされる。従って、ＩＣカード３０が両アプリケーションを有し、かつカードリーダ２０が単一であっても、路上機１０とカードリーダ２０との通信が正常になされ得る。
【００４３】
なお、本発明の実施にあたり、ＩＣカード３０が複数のアプリケーションを有するのではなく、例えば、別々のアプリケーションをそれぞれ有する複数のＩＣカードを、ＩＣカード３０に代えて採用しても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
また、本発明の実施にあたり、ＩＣカード３０のアプリケーション及びその数は上記実施形態にて述べたもの及び数に限ることなく、適宜変更して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略全体構成図である。
【図２】図１の路上機１０の処理を表すフローチャートの前段部である。
【図３】図１の路上機１０の処理を表すフローチャートの後段部である。
【図４】図１のカードリーダのＣＰＵにより実行されるカード用プログラムを表すフローチャートである。
【図５】図１のカードリーダのＣＰＵにより実行されるカードリーダ用プログラムを表すフローチャートの前段部である。
【図６】図１のカードリーダのＣＰＵにより実行されるカードリーダ用プログラムを表すフローチャートの後段部である。
【図７】路上機がカードリーダへアプリケーションＩＤを送信するのに用いる通信フレームの構成、この通信フレームのうちＦＣＭＣの構成、アプリケーションの割り当て例を示す図である。
【図８】
路上機とカードリーダとの間の通信の概要を示す図である。
【図９】
カードリーダが上記通信フレームのうちのＡＣＴＳに返すデータを表す図である。
【符号の説明】
１０…路上機、３０…ＩＣカード、２３…ＣＰＵ、２４、２５…ＳＡＭ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a card reader used in a vehicular card system applied to an intelligent transportation system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in this type of card system, a semiconductor chip is embedded in a card-shaped plate to form an IC card, and data in the IC card is read out from an external device to identify a user of the IC card. Has been proposed.
[0003]
Since a current system using an IC card assumes one application, an authentication method dedicated to the application is used for authentication of the IC card. For example, such an authentication method is employed in credit cards and telephone cards.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an IC card used for a vehicle, for example, when using a separate IC card for payment by a credit card, payment by a toll road card, and payment for a gas station, a burger shop, etc., respectively, Since there are different security levels, different authentication means are required respectively.
[0005]
Therefore, in order to read an IC card corresponding to each application, a plurality of separate card readers corresponding to different security levels are required.
However, when a plurality of card readers are employed in this way, the user cannot know which IC card should be inserted into which card reader, requires a space for installing a plurality of card readers in a vehicle, and requires a plurality of card readers. This is very inconvenient for the user, for example, because the operation of the card reader causes a decrease in security.
[0006]
As a countermeasure against this, standardization of external specifications relating to the shape of the IC card and a method of supplying power to the IC card has been performed. That is, if an IC card provided with a read / write interface is adopted in a vehicle by such standardization, the card reader of the vehicle can distinguish the type of the IC card from the shape of the IC card and the power supply method.
[0007]
However, in practice, in order to secure security depending on the use of each IC card, each card reader separately employs security checking means corresponding to the use. For this reason, the card reader cannot perform read / write processing on an IC card for any purpose.
In particular, a toll road card reader is provided with a toll road card security access module, and the security access module has a communication port to an IC card. For this reason, in order to use the card reader for purposes other than payment using a toll road card, it is necessary to disclose the specifications of the security access module so that it can be used for other purposes.
[0008]
However, disclosing the contents of security (authentication method) reduces security, so the card reader for toll road cards is used for other purposes (other than organizations that manage toll road card payments). Can not. Therefore, there arises a problem that a new card reader that can process an IC card having a use (application) other than payment by a toll road card is required.
[0009]
Further, when the roadside device sets one application (application), if a card reader corresponding to a plurality of applications responds, the roadside device also needs to process a card reader having an application other than the set application. The problem that the processing load of the machine becomes heavy occurs. In order to cope with the above, the present invention enables a single card reader to cope with various applications recorded on at least one IC card, while ensuring security normally . The porpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention , the first and second application IC cards (30) are mounted on a vehicle so as to communicate with a road machine (10). there a card reader for a vehicle to be inserted, an initial command output means for outputting the initial command to the IC card based on the insertion of the IC card (50, 51), the first or IC card receives the initial command When the first or second use verification data for authenticating the IC card according to the second use is returned to the card reader, the first or second security is confirmed using the use verification data. Security checking means ( 22, 24, 25 , 60, 61, 70, 71) to perform the following processing after the authentication of the IC card by the security checking of the security checking means. Do.
[0011]
Thereby, even if the IC card is used for at least the first and second applications, the card reader checks the security based on the collation data from the IC card based on the initial command. Then, a process corresponding to this can be performed after securing the normal security. Further, according to the first aspect of the present invention, when there is application data that can be specified based on the application collation data transmitted when starting communication from the road device, a response is made for starting communication with the road device. Response means (220) is provided. As a result, the communication between the roadside device and the card reader can be properly performed based on the confirmation of normal security by the card reader. Further, according to the invention of claim 2 is mounted on a vehicle to communicate with the roadside device, the vehicle one of the first and second of each IC card for each application is inserted a card reader use, an initial command output means for outputting the initial command to the IC card based on the insertion of any of the IC card (50, 51), the first or second IC card receives the initial command when the application for verification data for authentication of the IC card according to the two application returned to the card reader, the security check means (22 to confirm the security by using the verification data for the application, 24, 25, 60 , provided with a 61,70,71) and, after authentication of the IC card by the security check of the security check means are adapted to perform the subsequent processing, further, the vehicle A response unit (220) for responding to start of communication with the roadside device when the card reader for use has application data that can be specified based on the application verification data transmitted when starting communication from the roadside device (220) Is provided .
[0012]
As described above, unlike the invention according to the first aspect, the same operation and effect as the invention according to the first aspect can be achieved even when at least each of the IC cards for the first and second uses is provided. Here, according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the security confirming means comprises a first and a second security access module corresponding to the first and the second use. 24, 25), and a switching circuit (22) for selectively switching the connection between the first and second security access modules and the inserted IC card, and corresponding to the first or second use. Then, the security access module connected to the inserted IC card is selected by the switching circuit to check the security .
[0013]
Contact name code in parentheses above means show the correspondence with specific means described in embodiments described later.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a vehicular card system according to the present invention.
This card system is mounted in an appropriate place of the vehicle. The card system includes a card reader 20 that communicates with the roadside device 10 and an IC card 30.
[0015]
The roadside machine 10 is disposed, for example, on the road of an expressway for communication with the card reader 20. The roadside machine 10 is controlled by its CPU in accordance with the flowcharts shown in FIGS. Execute the application program. During this execution, the roadside device 10 performs arithmetic processing required for communication with the card reader 20.
Here, a communication frame used when the roadside device 10 performs communication with the card reader 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the communication frame includes a frame control message slot (hereinafter, referred to as FCMS), a message data slot (hereinafter, referred to as MDS), a wireless communication number slot (hereinafter, referred to as WCNS), and an application slot (hereinafter, referred to as ACTS). ).
[0016]
This configuration is a frame configuration used for transmitting an application ID from the roadside device 10 to the card reader 20. That is, FIG. 7 shows what kind of application the roadside device 10 transmits to the card reader 20 using the application ID transmission frame control message channel (hereinafter, referred to as FCMC) included in the FCMS. The FCMS also specifies which MDS is used to return a response to the card reader 20.
[0017]
As shown in FIG. 7, the FCMC includes PR (preamble), UW (unique word),..., CRC (CRC calculation results other than PR and UW1). An application ID that can be provided by the roadside device 10 is entered in the SC (service application information field), and ID data of the card reader 20 is entered in the IDN (ring address subfield) of the SC (i).
[0018]
When transmitting a plurality of applications to the same card reader, the roadside device 10 sets an application ID in the SC and sets the same card reader in the IDN of the SC (i). This means that the roadside device 10 performs the application processing by dividing the time period. If time is required for switching applications of the card reader, the roadside device 10 determines the application allocation order in the SC so that the application switching time can be secured without making the MDS used for communication continuous (FIG. 7). FIG. 7 shows an example of this assignment.
[0019]
As shown in FIG. 1, the card reader 20 includes an IC card interface 21 (hereinafter, referred to as an I / F 21). The interface 21 is connected to the IC card 30 when the IC card 30 is inserted into the card reader 20. Read and write 30 stored data.
Further, the card reader 20 includes a switching circuit 22, which outputs processing data of the I / F 21 to the CPU 23. The switching circuit 22 inputs the output data of the CPU 23 and the output data of each of the security access modules 24 and 25 (hereinafter, referred to as SAMs 24 and 25) to the IC card 30 through the I / F 21. It should be noted that such processing of the switching circuit 22 is achieved by switching processing of direct connection of the I / F 21 to the communication line L and selection processing of the SAMs 24 and 25 by the switching circuit 22 under the command of the CPU 23.
[0020]
The CPU 23 executes the IC card program according to the flowchart shown in FIG. 4, and performs communication processing with the IC card 30 and display processing on the display 29 during the execution. The CPU 23 executes the card reader program in accordance with the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6, and during this execution, reads and writes data stored in the memory 26, outputs data to both SAMs 24 and 25, and performs a switching circuit. It performs input / output processing of data with the I / F 22, output processing to an interface 27 (hereinafter referred to as I / F 27), and transmission / reception processing with the communication circuit 28.
[0021]
The I / F 27 performs data input / output between the CPU 23 and an external circuit.
The communication circuit 28 transmits data to the road device 10 via the antenna 29, and receives transmission data from the road device 10 via the antenna 29 and outputs the data to the CPU 23.
The operation of the present embodiment thus configured will be described with reference to FIG. 8 in addition to the flowcharts of FIGS.
[0022]
It is assumed that the road unit 10 executes the road unit program by its CPU according to the flowcharts shown in FIGS. In the card reader 20, the CPU 23 starts executing the IC card program according to the flowchart shown in FIG. 4 in accordance with the insertion of the IC card 30 into the card reader 20 as described later. When the vehicle reaches the vicinity of the on-road unit 10, the CPU 23 of the card reader 20 starts execution of the card reader program according to the flowcharts of FIGS. 5 and 6 based on a signal from the on-road unit 10. .
[0023]
In such a state, the driver of the vehicle inserts the IC card 30 into the card reader 20 as shown in FIG. Then, the CPU 23 starts executing the IC card program via the I / F 21 and the switching circuit 22 according to the flowchart of FIG. 4, and determines YES in Step 50 based on the insertion of the IC card 30 and Step 51 Transmits an initial command to the IC card 30 via the communication line L, the switching circuit 22, and the I / F 21.
[0024]
Accordingly, when the IC card 30 responds to the initial command, the CPU 23 determines YES in step 60, and checks a corresponding application of the IC card 30 in step 61. Specifically, the CPU 23 receives the ID (application number) of the corresponding application from the IC card 30 via the I / F 21 and the switching circuit 22. If the determination in step 60 is NO, a card error display process indicating that the IC card is different is performed in step 62, and the display 29 indicates this.
[0025]
Next, in step 70, the CPU 23 searches the compatible application list to determine whether the application from the IC card 30 can be supported. Note that an initialization processing program for this search is stored in the memory 26 in advance.
When there is a corresponding application, the determination in step 70 is YES. Accordingly, in step 71, the CPU 23 selects the corresponding SAMs 24 and 25 for each corresponding application and instructs a security process. Therefore, the SAMs 24 and 25 perform authentication of the IC card 30 (exchange of encrypted data, function check, and prevention of fraud). If the determination in step 70 is NO, the CPU 23 performs a card error display process in step 72 that the corresponding application cannot be handled, and displays this on the display 29.
[0026]
If the security processing in step 71 is not completed, the CPU 23 determines NO in step 80 and performs a display process of destruction of the IC card 30 in step 82. Will be displayed.
If the determination in step 80 is YES, the CPU 23 stores the data of the IC card 30 in the memories of the SAMs 24 and 25 in step 81, and performs a standby mode process in step 83.
[0027]
Thereafter, when the roadside device 10 transmits a communication frame through the FCMC in step 100 of the flowchart in FIG. 2, the card reader 20 receives the communication frame of the roadside device 10 via the antenna 29.
As described above, when the processing in step 110 is completed, the received communication frame is input to the CPU 23 through the communication circuit 28 in step 200 in FIG. Next, in step 210, the CPU 23 checks the application in the communication frame.
[0028]
Thereafter, in step 220, the CPU 23 checks whether the corresponding application is in the memory 26. Here, when there is no corresponding application, the determination in step 220 is NO, and the CPU 23 performs a process of not transmitting a response signal in step 221 so that the card reader 20 does not communicate with the road device 10. For this reason, the card reader 20 does not transmit a response signal to the road device 10.
[0029]
If there is a corresponding application, the determination in step 220 is YES, and the CPU 23 selects a corresponding application from the data stored in the memory 26 in step 222.
Then, in step 223, the CPU 23 returns the corresponding application (see FIG. 9) to the road device 10 through the communication circuit 28 and the antenna 29 using the ACTS.
[0030]
Accordingly, the roadside device 10 determines in step 110 whether or not there is a response to ACTC. At this stage, since the corresponding application has been transmitted from the card reader 20, the roadside device 10 checks the ID of the card reader 20 (hereinafter, referred to as the card reader ID) in step 111, and In step 112, the timing (the position of the MDSC) and the application responding to the communication are allocated.
[0031]
Accordingly, the roadside device 10 transmits the next communication frame through the FCMC at step 120 at the allocated timing.
When the card reader 20 receives the next communication frame from the roadside device 10 via the antenna 29, the CPU 23 inputs this received communication frame through the communication circuit 28 in step 230. Then, in step 231, the CPU 23 reads from the FCMC of the next communication frame the timing at which communication with the roadside device 10 is to be performed, and prepares for communication. That is, the CPU 23 selects a SAM corresponding to the application in the next communication frame from the SAMs 24 and 25, sets necessary security data, and prepares for communication.
[0032]
After transmitting the next communication frame in step 120, the roadside device 10 sets an application and the SAM of the roadside device corresponding to the application for each MDS in step 121, and prepares security data.
Then, the roadside device 10 transmits the next communication frame in MDSC in step 130.
[0033]
Correspondingly, when the card reader 20 receives the next communication frame through the antenna 29, this communication frame is input to the CPU 23 through the communication circuit 28. Then, in step 240, the CPU 23 determines whether or not a communication frame from the road device 10 via the MDSC has been received.
At this stage, the determination in step 240 is YES because the communication frame has already been received. Then, the CPU 23 transmits the data prepared in the MDSC to the road device 10 through the communication circuit 28 and the antenna 29 as a response signal.
[0034]
Then, the roadside device 10 determines whether there is a response to the reception of the communication frame from the card reader 20 in step 140. At this stage, since the response signal from the card reader 20 has been transmitted, the determination in step 140 is YES.
If the determination in step 140 is NO, the roadside device 10 retransmits the communication frame in step 130 to the card reader 20 using MDSC in step 141, and thereafter repeats the processing in steps 120 to 140. . Here, in the card reader 20, the processing based on the retransmission is performed by the CPU 23 as the determination in step 240.
[0035]
As described above, when the processing of step 241 is completed in the card reader 20, the CPU 23 performs security processing on the data received from the roadside device 10 in step 242, and prepares for transmission to the next roadside device. In step 243, a security check is performed.
Here, if the security is normal, the CPU 23 determines YES in step 250, and proceeds to the subsequent processing.
[0036]
On the other hand, if the determination of YES in step 250 is made in the roadside device 10 as described above, the roadside device 10 performs security processing of the received data in step 142, and performs a security check in step 143.
If the security is normal, the roadside device 10 determines YES in step 150 and proceeds to subsequent processing. If the determination in step 150 is NO, the result is recorded in step 151, and the process in step 120 is performed again.
[0037]
As described above, in the card reader 20, the CPU 23 determines YES in step 250 and the roadside device 10 determines YES in step 150, so that both the security of the card reader 20 and the roadside device 10 are both normal. Is determined, the following communication process is performed between the roadside device 10 and the card reader 20.
[0038]
That is, the processes of steps 160 to 163 by the roadside device 10 and the processes of steps 260 to 263 by the CPU 23 of the card reader 20 are repeated, and the data transmission and reception between the roadside device 10 and the card reader 20 are repeated.
Here, the roadside device 10 transmits a communication frame by FCMC in step 160, sets MDS in step 261, and prepares data in step 262.
[0039]
On the other hand, when the card reader 20 receives the communication frame transmitted in step 160 by the antenna 29, the received communication frame is input to the CPU 23 in step 260. Then, the CPU 23 sets MDS in step 261 and prepares data in step 162.
When the above processing is performed, transmission and reception between the roadside device 10 and the card reader 20 are performed by the transmission and reception processing in both steps 163 and 263.
[0040]
In this state, when the roadside device 10 transmits a communication completion notification in step 171, the CPU 23 receives the communication completion notification through the antenna 29 and the communication circuit 28 in step 270, and transmits a communication completion response. Output. Accordingly, the card reader 20 transmits the communication completion response to the road device 10 through the communication circuit 28 and the antenna 29.
[0041]
Thus, the roadside device 10 determines the communication completion by receiving the communication completion response in step 171, and transmits the communication completion to the card reader 20. For this reason, the card reader 20 performs a communication termination process in step 271 by the CPU 23 based on the transmission of the communication completion determination from the roadside device 10.
As described above, even if the IC card 30 has both applications, the card reader 20 performs the subsequent processing after confirming the normal security of the application.
[0042]
This means that even if the card reader 20 is single, the subsequent processing can be performed safely while the security of each application of the IC card 30 is normally secured.
The communication between the roadside device 10 and the card reader 20 is performed after the card reader 20 confirms the normal security of the application. Therefore, even if the IC card 30 has both applications and the card reader 20 is single, communication between the roadside device 10 and the card reader 20 can be performed normally.
[0043]
Note that, in implementing the present invention, instead of the IC card 30 having a plurality of applications, for example, a plurality of IC cards each having a different application may be employed instead of the IC card 30, and A similar effect can be achieved.
Further, in implementing the present invention, the applications of the IC card 30 and the number thereof are not limited to those described in the above embodiment and may be appropriately changed and implemented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a first part of a flowchart showing a process of the roadside machine 10 of FIG. 1;
FIG. 3 is a latter part of a flowchart illustrating a process of the roadside device 10 of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a card program executed by a CPU of the card reader of FIG. 1;
FIG. 5 is a first part of a flowchart showing a card reader program executed by the CPU of the card reader of FIG. 1;
FIG. 6 is a second half of a flowchart showing a card reader program executed by the CPU of the card reader of FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a communication frame used by a roadside device to transmit an application ID to a card reader, a configuration of an FCMC in the communication frame, and an example of application allocation.
FIG. 8
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of communication between a roadside device and a card reader.
FIG. 9
It is a figure showing the data which a card reader returns to ACTS of the said communication frame.
[Explanation of symbols]
10: Road machine, 30: IC card, 23: CPU, 24, 25: SAM.

Claims

It mounted on a vehicle to communicate with the roadside device (10), first and second applications for the IC card (30) is a card reader for a vehicle to be inserted,
Initial command output means for outputting the initial command to the IC card based on the insertion of the front SL IC card and (50, 51),
When the IC card receives the initial command and returns first or second use verification data for authenticating the IC card according to the first or second use to the card reader, security check means (22, 24, 25, 60,61,70,71) to ensure security by using an application for verification data and a,
After the authentication of the IC card by the security confirmation of the security confirmation means, the subsequent processing is performed .
Further, when the card reader for the vehicle has application data that can be specified based on the application collation data transmitted when starting communication from the roadside device, a response that responds for starting communication with the roadside device is provided. A card reader for a vehicle, comprising means (220) .

Mounted on a vehicle to communicate with the roadside device, one of the first and second of each IC card for each application is a card reader for a vehicle to be inserted,
Initial command output means for outputting the initial command to the IC card based on one of the inserts before Symbol each IC card and (50, 51),
When the IC card receives the initial command and returns application collation data for authenticating the IC card according to the first or second use to the card reader, the application collation data is used. security check means for confirming the security Te (22, 24, 25, 60,61,70,71) and a,
After the authentication of the IC card by the security confirmation of the security confirmation means, the subsequent processing is performed .
Further, when the card reader for the vehicle has application data that can be specified based on the application collation data transmitted when starting communication from the roadside device, a response that responds for starting communication with the roadside device is provided. A card reader for a vehicle, comprising means (220) .

The security checking means includes first and second security access modules (24, 25) corresponding to the first and second uses, the first and second security access modules, and the inserted IC card. And a switching circuit (22) for selectively switching connection with the IC card inserted into the inserted IC card by the switching circuit corresponding to the first or second use. The card reader according to claim 1 or 2, wherein the security is confirmed .