JP3655751B2 - 磁気カードおよび磁気カードリーダライタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気カードおよび磁気カードに対しデータの記録・再生を行う磁気カードリーダライタに関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気カードに記録されているデータのセキュリティ性を確保するために、第1および第2の記録層を設けている磁気カードがある。
すなわち、カードの基材上に順次第1の記録層および第2の記録層を形成し、第1の記録層には本来の正規な磁気データを記録する。そして、第1の記録層の上面に形成された第2の記録層には第1の記録層の正規な磁気データを隠蔽するためのダミーデータを記録する。このダミーデータの記録時には、第1の記録層に磁気記録したときの電流より弱い電流を磁気ヘッドに流し第2の記録層のみにダミーデータを記録し、第1の記録層にはダミーデータが記録されないようにしている。
【0003】
ここで、第1の記録層のデータを読み出したときには、第1の記録層からの読み出しデータに重複して、第2の記録層のダミーデータも読み出されるため、第三者は第1の記録層に記録されている正規な磁気データの解読が困難になる。したがって、第三者による磁気カードの偽造を的確に防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、磁気カードの記録データを消去する場合に磁気ヘッドに弱電流を流すと、第2の記録層に記録されている隠蔽データ(ダミーデータ)のみが消去されることが考えられる。こうした第2の記録層のダミーデータが消去された場合には、第1の記録層の正規な磁気データのみが読み出されることになる。このため、第三者により磁気カードのデータが容易に解読されてカードの偽造が行われるという問題が生じている。
したがって本発明は、磁気カードに記録される磁気データのセキュリティ性を向上させることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、磁気カードリーダライタにより磁気データの記録・再生が行われる磁気カードに、磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第1の領域と、第1の領域と同一平面上に配置され、磁気カードリーダライタに具備されている複数種類のダミーデータのうち合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第2の領域と、第1及び第2の領域と同一平面上かつ平行に配置され、第1及び第2の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第3の領域とを設けたものである。
また、磁気カードリーダライタに、磁気カードの第3の領域のタイミングビットに基づき磁気データにダミーデータを加算し合成データとして磁気カードの第1の領域に記録するとともに、ダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報を第3の領域のタイミングビットに基づいて磁気カードの第2の領域に記録する記録手段と、第3の領域のタイミングビットに基づいて第1の領域の合成データを読み取る第1の読み取り手段と、第3の領域のタイミングビットに基づいて第2の領域の指示情報を読み取る第2の読み取り手段と、第1の読み取り手段により読み取られた合成データから、第2の読み取り手段により読み取られた指示情報により指示されたダミーデータを減算し、磁気データとして再生する再生手段とを設けたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る磁気カードの平面を示す図であり、磁気カード11には、本来の磁気データにダミーデータを加算した合成データが変調データとして記録される第1の領域11Aと、前記第1の領域11Aの変調データがどのようなデータにより変調されているかという変調指示情報が記録される第2の領域11B1 と、価値情報が記録される第3の領域11B2 と、第1〜第3の領域に対するデータの記録・再生のタイミングを示すタイミングビットが記録される第4の領域11Cとが設けられている。
【0007】
一般にこの種の磁気カード11には、図2(a)に示すような1F2Fデータが磁気データとして記録される。ここで、1Fデータとは一定時間T内に1回レベルが変化するデータであり、2Fデータとは一定時間T内に2回レベルが変化するデータである。そして、図2(a)にも示されているように、1Fデータは2進データ値として「0」を、また2Fデータは2進データ値として「1」をそれぞれ表す。
【0008】
ここで、説明を簡単にするために、磁気カード11には本来の磁気データとして図2(b)に示すような一定時間T内に1回レベルが変化する1Fデータが記録されるものとする。この場合、磁気カード11の上記第1の領域11Aには、磁気カード11の例えばカード番号,発行年月日,この磁気カード11を発行したカード発行機の番号及びカード発行場所番号などの図2(b)に示す本来の磁気データに、図2(c)のダミーデータが加算された図2(d)に示す合成データが変調データとして後述の磁気ヘッドにより記録される。
【0009】
また、磁気カード11の第2の領域11B1 には、既に説明したように、第1の領域11Aの変調データが例えば図2(c)のダミーデータにより変調されているという変調指示情報が記録される。即ち、第2の領域11B1 には例えば3ビットのデータが格納され、その3ビットデータ値が「001」の場合は第1の領域11Aの変調データが例えば周波数50BPIの1Fデータにより変調されていることを示し、3ビットデータ値が「010」の場合は第1の領域11Aの変調データが例えば周波数70BPIの1Fデータにより変調されていることを示し、こうした変調を指示する情報が第2の領域11B1 に格納される。
【0010】
こうして磁気記録された磁気カード11のデータを再生すると、図2(d)の合成データが記録された第1の領域11Aの再生波形は図2(g)に示すような波形となる。また、第2の領域11B1 に格納されている3ビットの変調指定情報により指示される例えば図2(b)のダミーデータの再生波形は図2(f)に示す波形になる。
【0011】
そこで、図2(g)に示す第1の領域11Aの合成データの再生波形から図2(f)のダミーデータの波形を減算すると、図2(e)に示すような1Fデータの再生波形が得られる。そして、得られた図2(e)の微分波形の立ち下がり時点及び立ち上がり時点から、一定時間T内に1回レベルが変化する図2(b)に示す1Fデータが得られる。このようにして第1の領域11Aに変調データとして記録された合成データを復調することができる。
なお、第2の領域11B1 に3ビットデータ「001」が格納されている場合は、再生した合成データから、データ「001」で指示される50BPIの1Fデータを減算して本来の磁気データを得る。
また、第2の領域11B1 に3ビットデータ「010」が格納されている場合は、再生した合成データから、データ「010」で指示される70BPIの1Fデータを減算して本来の磁気データを得る。
【0012】
このように、磁気カード11の第1の領域11Aには、本来の磁気データに対し第2の領域11B1 の変調指示情報で指定されるダミーデータを加算して合成データとして記録し、その記録データの再生時には、再生した第1の領域11Aの合成データから第2の領域11B1 の変調指示情報により指定されたダミーデータを減算して本来の磁気データを再生するようにしたので、第三者が磁気カード11のデータを再生したとしても第1の領域11Aの合成データ(加算データ)が再生されるのみであり、本来の磁気データは再生できないため、第三者による磁気データの解読が困難になり、したがって磁気カードのセキュリティ性が向上し、第三者によるカードの偽造を阻止できる。
【0013】
図5は、磁気カード11に磁気データを記録して発行するカード発行機の要部構成を示すブロック図である。
カード発行機2は図5に示すように、CPU21と、磁気カード11の第1の領域11Aに磁気データ(1F2Fデータ)とダミーデータとの加算データを記録するライト回路23と、磁気カード11の第2の領域11B1 にダミーデータを記録するとともに、第3の領域11B2 に価値情報を記録するライト回路22と、ライトコイル24A,リードコイル24Bおよび磁気コアからなる磁気ヘッド24と、ライトコイル25A,リードコイル25Bおよび磁気コアからなる磁気ヘッド25と、磁気カード11のデータを読み取るリード回路26,27とからなる。
【0014】
カード発行機2のCPU21は、取り込まれた磁気カード11が磁気ヘッド24,25の位置まで搬送されてくるとこれを図示しないセンサにより検出する。ここでCPU21は、磁気カード11の第4の領域11Cのタイミングビットを図示省略した磁気ヘッドを介して検出し、そのタイミングビットに基づき、ライト回路23に対し例えば図2(b)に示す1Fデータと、図2(c)に示すダミーデータとを加算した図2(d)の合成データを出力する。すると、ライト回路23はその合成データを入力してライトコイル25Aの通電を行う。
【0015】
ここで、ライト回路23は図4に示すように互いに直列接続されたトランジスタQ1,Q2及び同様に互いに直列接続されたトランジスタQ3,Q4から構成され、トランジスタQ1,Q2の接続点とトランジスタQ3,Q4の接続点間にはライトコイル25Aが接続されている。そして、CPU21から、各トランジスタに対し図2(d)に示す合成データのレベル変化に応じた出力がなされると、各トランジスタはCPU21からの出力にしたがってオン・オフし、ライトコイル25Aには図4の矢印(+)方向または矢印(−)方向に、合成データのレベル差に比例した強度の電流が流れる(即ち、図2(d)の合成波形において、波形が(−)レベルと0レベル間を変化したとき、または(+)レベルと0レベル間を変化したときの書込電流を例えば10mAとすると、波形が(−)レベルから(+)レベルまで変化したときの書込電流はその2倍の20mAとなる)。この結果、磁気カード11の第1の領域11Aはライトコイル25Aに流れた書込電流の強度に比例する強度で磁化され、これにより上記第1の領域11Aには合成データが記録されることになる。なお、この場合CPU21は、互いに直列接続された各トランジスタが同時にオンしないように制御する。
【0016】
一方、カード発行機2のライト回路22は、このときCPU21から与えられた3ビットの変調指示情報が磁気カード11の第2の領域11B1 に記録されるようにライトコイル24Aへの通電を行うとともに、これが終了するとCPU21から与えられた価値情報が第3の領域11B2 に記録されようにライトコイル24Aへの通電を行う。この結果、磁気カード11の第2の領域11B1 には3ビットの変調指示情報が記録され、第3の領域11B2 には価値情報が記録される。
【0017】
このようにして、カード発行機2は一定速度で搬送中の磁気カード11の第1の領域11A,第2の領域11B1 及び第3の領域11B2 に対し、タイミングビットに同期してそれぞれデータを記録した後、その記録データを、それぞれ対応のリードコイル24B,リード回路26およびリードコイル25B,リード回路27を介して再生しチェックする。そして、磁気カード11へのデータ記録が正常に行われたとCPU21により判断されると、その磁気カード11は正常なカードとして発行される。
【0018】
こうして発行された磁気カード11は利用者により購入される。そして磁気カード11を購入した利用者がサービスを受けるためにその磁気カード11を図6に示す磁気カードリーダライタ3に挿入すると、磁気カードリーダライタ3は磁気カード11を搬送するとともに、搬送されてきた磁気カード11の価値情報を示す磁気データを読み取り、そのデータに残額が含まれている場合は、サービスを許容するとともに、許容したサービスの対価を磁気カード11の磁気データから減じてその残額データを磁気カード11に記録する。
【0019】
図6に示す磁気カードリーダライタ3は、CPU31と、ライト回路32と、ライトコイル33A,リードコイル33Bおよび磁気コアからなる磁気ヘッド33と、リードコイル34Bおよび磁気コアからなる磁気ヘッド34と、リード回路35、36と、A/D変換器37,38とからなる。
【0020】
ここで、磁気カードリーダライタ3は挿入された磁気カード11から磁気データを読み取る場合、次のようにして行う。
即ち、CPU31は挿入された磁気カード11が磁気ヘッド33,34の位置まで搬送されてくるとこれを図示しないセンサにより検出する。
この場合CPU31は、磁気カード11の第4の領域11Cのタイミングビットを図示しない磁気ヘッドを介して検出し、そのタイミングビットに基づき、磁気ヘッド34のリードコイル34B,リード回路36およびA/D変換器38を介する磁気カード11の第1の領域11Aの合成データの電圧レベルを入力するとともに、磁気ヘッド33のリードコイル33B,リード回路35およびA/D変換器37を介する磁気カード11の第2の領域11B1 及び第3の領域11B2 の各データを入力する。
【0021】
そして入力した第2の領域11B1 の変調指示情報に基づき、磁気カード11の第1の領域11Aの合成データが、例えば図2(c)のダミーデータにより合成されていることを認識して、そのダミーデータの電圧値を演算し、第1の領域11Aの合成データの電圧値から、演算したダミーデータの電圧値を減算して本来の価値情報としての磁気データの電圧を得る。そして、得られた磁気データの電圧からその変化点を求めるとともに、その磁気データの電圧変化が、一定時間T内に1回変化する場合は1Fデータ、2回変化する場合は2Fデータとして求める。こうして求めた第1の領域11Aの磁気データに基づき、その磁気カード11の発行年月日やカード番号などを確認し正規な磁気カードであることを認識すると、CPU31は第3の領域11B2 から再生した価値情報に残額がある場合は、サービスを許容するとともに、そのサービスの対価を再生価値情報から減じてその残額を求め、ライト回路32を制御することにより磁気カード11の第3の領域11B2 に残額を記録する。
【0022】
次に、図3は本発明の第2の実施の形態を示すタイミングチャートである。
ここで、説明を簡単にするために、図3(a)に示す1Fデータを本来の磁気データとし、図3(b)に示す2Fデータを図3(a)の1Fデータに変調をかけるためのデータとする。図3(a)のデータに図3(b)のデータが加算され変調されると、その合成波形は図3(c)のような波形の書込データとなり、この書込データが磁気ヘッドにより磁気カード11の第1の領域11Aに記録される。そして、その第1の領域11Aのデータを再生すると図3(f)に示すような再生波形となる。
【0023】
一方、図3(a)の1Fデータが磁気カード11に書き込まれた場合、その再生波形は図3(d)に示すような波形となる。また、図3(b)の2Fデータが磁気カード11に書き込まれた場合、その再生波形は図3(e)に示すような波形となる。この図3(d),(e)に示す各再生波形を合成すると、図3(f)に示すような再生波形となる。
このため、磁気カード11のデータを再生する磁気リーダライタ3では、予めメモリ39に、図3(f)の再生波形に相当するデータと、図3(e)の変調をかけるための波形に相当するデータとを登録し、図3(f)の波形が再生された場合は、その波形データから図3(e)の再生波形データを減算して図3(d)の再生波形データを得るようにし、得られた波形データから図3(a)の本来の磁気データを求めるようにする。
【0024】
図3では、説明を簡単にするために本来の磁気データである1Fデータに対し、2Fデータで変調をかけ、その変調データを磁気カード11の第1の領域11Aに記録しているが、本来の磁気データを1F2Fデータとし、この1F2Fの磁気データに対し2Fデータで変調してもよい。また、1F2Fの磁気データに対し1Fデータで変調してもよい。さらに、本来の1F2Fの磁気データに対し、その磁気データの記録密度とは無関係な記録密度を有する1Fデータまたは2Fデータで変調をかけるようにしても良い。
【0025】
この場合、磁気カードリーダライタ3のメモリ39に、例えば図3の時間Tの2倍の2Tに相当する区間についての、各変調データX1〜Xnと、各変調データX1〜Xnに対応して本来の磁気データに対し変調をかけるためのデータである第1のデータY1〜Ynを登録しておく。そして、磁気カードリーダライタ3が磁気カード11の第1の領域11Aの変調データを再生したときにその再生波形のデータとメモリ39に登録されている複数の変調データX1〜Xnとを順次比較し、メモリ39の複数の変調データX1〜Xnの中から再生波形データに最も近似する変調データを選択する。そして選択した変調データが例えばX1であるとすると、その変調データX1から、その変調データX1に対応してメモリ39に登録されている第1のデータY1を減算して本来の磁気データを得るようにする。
【0026】
このように、磁気カード11のデータ記録側では、本来の磁気データを複数の第1のデータY1〜Ynの中の何れか1つで変調して磁気カード11の第1の領域11Aに記録する一方、磁気カード11のデータ再生側では、各変調データX1〜Xnと第1のデータY1〜Ynとを対にメモリに登録し、磁気カード11の第1の領域11Aの変調データを再生したときにその再生波形のデータとメモリ39に登録されている各変調データとを順次比較し、メモリ39の各変調データの中から再生波形データに最も近似する変調データを選択するとともに、選択した変調データを、その変調データに対応する第1のデータにより復調して本来の磁気データを得るようにしたことにより、第三者がその磁気カードのデータを再生したとしても、その磁気データの解読は不可となり、したがって磁気カードの磁気データのセキュリティ性が一層向上する。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、磁気カードに、磁気データが少なくとも2種類以上の記録密度を含む変調データとして記録される記録領域を設けるようにしたので、第三者により磁気カードの磁気データが読み出されたとしてもその読み出しデータの解読は困難であり、したがって磁気カードの磁気データのセキュリティ性が向上するという効果が得られる。
また、記録領域を、変調データが記録される第1の領域と、変調データを生成するためのダミーデータを指定する指定情報が記録される第2の領域とから構成したので、磁気データのセキュリティ性が一層向上するとともに、磁気データを得る場合は、第1の領域の変調データを第2の領域の情報により指定されるダミーデータを用いて復調することができ、したがって磁気カードから的確に磁気データを得ることができる。
また、磁気カードリーダライタは、磁気カードの変調データを復調して磁気データを取り出す復調手段を備えるようにしたので、磁気カードから磁気データを的確に読み出すことができる。
また、復調手段は、読み取った磁気カードの第1の領域の変調データから、第2の領域の情報により指定されるダミーデータを減算して磁気データを取り出すようにしたので、磁気データにダミーデータが加算されて変調データとして磁気カードに記録されている場合、その変調データを容易に復調できる。
また、復調手段は、磁気データを各個に変調して複数の変調データを生成するための複数の第1のデータと複数の変調データとが互いに関連づけて登録されたメモリを備え、磁気カードの記録領域の変調データの再生時にこの再生データとメモリの各変調データとを比較し、再生データに最も近似した変調データをメモリから抽出するとともに、抽出した変調データとこの変調データに対応するメモリの第1のデータとに基づいて磁気データを取り出すようにしたので、磁気データが複数の第1のデータの何れか1つにより変調されて磁気カードに記録されている場合、その変調データを容易に復調できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の磁気カードの平面の構成を示す図である。
【図2】 上記磁気カードの各記録領域に記録されるデータの電圧波形および該カードのデータの再生波形を示す図である。
【図3】 上記磁気カードの記録領域に記録されるデータの電圧波形および該磁気カードのデータ再生波形の他の例を示す図である。
【図4】 磁気カードに磁気データを記録するライト回路の構成を示す回路図である。
【図5】 上記磁気カードの記録領域にデータを記録し発行するカード発行機の要部構成を示すブロック図である。
【図6】 発行された磁気カードが使用される磁気カードリーダライタの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2…カード発行機、3…磁気カードリーダライタ、11…磁気カード、11A…第1の領域、11B…第2の領域、21,31…CPU、22,23,32…ライト回路、24,33,34…磁気ヘッド、24A,33A…ライトコイル、24B,33B,34B…リードコイル、27,35,36…リード回路、37,38…A/D変換器、39…メモリ。
Claims (2)
- 磁気カードリーダライタにより磁気データの記録・再生が行われる磁気カードにおいて、
前記磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第1の領域と、
前記第1の領域と同一平面上に配置され、前記磁気カードリーダライタに具備されている前記複数種類のダミーデータのうち前記合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第2の領域と、
前記第1及び第2の領域と同一平面上かつ平行に配置され、前記第1及び第2の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第3の領域と
を備えたことを特徴とする磁気カード。 - 磁気カードに対し磁気データの記録・再生を行う磁気カードリーダライタにおいて、
前記磁気カードには、
前記磁気データが、この磁気データの記録密度と異なる記録密度を有する複数種類のダミーデータの何れかと合成された合成データとして記録可能な第1の領域と、前記第1の領域と同一平面上に配置され、前記磁気カードリーダライタに具備されている前記複数種類のダミーデータのうち前記合成データを構成するダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報が記録される第2の領域と、前記第1及び第2の領域と同一平面上かつ平行に配置され、前記第1及び第2の領域に対するデータの記録及び再生のタイミングを表すタイミングビットが記録される第3の領域とが設けられ、
前記磁気カードリーダライタは、
前記磁気カードの第3の領域のタイミングビットに基づき前記磁気データに前記ダミーデータを加算し前記合成データとして前記第1の領域に記録するとともに、前記ダミーデータがどのような種類のデータであるかを指示する指示情報を前記第3の領域のタイミングビットに基づいて前記第2の領域に記録する記録手段と、
前記第3の領域のタイミングビットに基づいて前記第1の領域の合成データを読み取る第1の読み取り手段と、
前記第3の領域のタイミングビットに基づいて前記第2の領域の指示情報を読み取る第2の読み取り手段と、
前記第1の読み取り手段により読み取られた合成データから、前記第2の読み取り手段により読み取られた指示情報により指示されたダミーデータを減算し、前記磁気データとして再生する再生手段と
を備えたことを特徴とする磁気カードリーダライタ。
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