JP3679862B2 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば機器側とカード側とで無線通信を行う無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号化に使用する暗号キーは機器側で決めていて、カードにはそれと同じ暗号キーを記録させて暗号化を行っている。
【０００３】
しかしながら、従来は機器側で決まっている暗号キーを使用しているため、全てのカードに対して同じ暗号キーを使用することとなり、暗号化されていても同じ内容のデータであれば暗号化しても同じ通信データとなって送信されるので、解読等の不正が可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、機器側で決まっている暗号キーを使用しているため、全てのカードに対して同じ暗号キーを使用することとなり、暗号化されていても同じ内容のデータであれば暗号化しても同じ通信データとなって送信されるので解読等の不正が可能であるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号解読等の不正を防止することのできる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段とから構成されている。
【０００７】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読する第２の通信手段とから構成されている。
【０００８】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段とから構成されている。
【０００９】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する第２の通信手段とから構成されている。
【００１０】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、上記乱数を通信毎に生成する第１の乱数生成手段と、上記応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと上記第１の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信する通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、上記乱数を通信毎に生成する第２の乱数生成手段と、この第２の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数と上記生成手段で生成された暗号キーとを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する通信手段とから構成されている。
【００１１】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の無線通信システムに係る無線機器と無線カードの概略構成を示すものである。
【００１７】
この発明の無線通信システムは、ホストコンピュータ３に接続された機器１と無線通信を行うカード２とから構成されている。
通信手段としての機器１は、アンテナ１１、スイッチ１２、増幅回路１３、フィルタ回路１４、復調回路１５、データ制御回路１７、及び変調回路１６とから構成されている。
【００１８】
通信手段としてのカード２は、アンテナ２１、スイッチ２２、増幅回路２３、フィルタ回路２４、復調回路２５、データ制御回路２７、変調回路２６、及びメモリ回路２８とから構成されている。
【００１９】
アンテナ１１、２１は、通信データを送信、受信するコイル回路である。
スイッチ１２、２２は、送信、受信を切り替える回路である。
増幅回路１３、２３は、受信したデータのレベルを増幅する回路である。
【００２０】
フィルタ回路１４、２４は、不必要な周波数成分をカットする回路である。
復調回路１５、２５は、変調された通信データを復調し、アナログからディジタル信号に変換する回路である。
【００２１】
変調回路１６、２６は、ディジタル信号をアナログ信号に変換し、通信データを変調する回路である。
データ制御回路１７は、通信データをプロトコル制御する回路で、暗復号、ホストコンピュータ３とのアクセスを行う。また、データ制御回路１７は、乱数を生成する乱数生成器１７ａと後述する暗号キーと乱数とから通信データを暗号化する暗号回路１７ｂとを有している。
【００２２】
データ制御回路２７は、通信データをプロトコル制御する回路で、暗復号、メモリ回路２８とのアクセスを行う。また、データ制御回路２７は、乱数を生成する乱数生成器２７ａと後述する暗号キーと乱数とから通信データを暗号化する暗号回路２７ｂとを有している。
【００２３】
メモリ回路２８は、通信データを記録しておく回路である。
機器１から通信データを送信する際は、スイッチ１２が送信に切り替えられ、ホストコンピュータ３からの通信データがデータ制御回路１７に制御されて変調回路１６で変調され、スイッチ１２を介してアンテナ１１から送信される。
【００２４】
カード２が機器１から送信された通信データを受信する際は、スイッチ２２が受信に切り替えられ、アンテナ２１で受信してスイッチ２２を介して通信データが増幅回路２３で増幅され、フィルタ回路２４で不必要な周波数成分がカットされ、復調回路２５で変調されている通信データを復調してアナログからディジタル信号に変換してデータ制御回路２７に制御され、必要に応じてメモリ回路２８に記憶される。
【００２５】
カード２から通信データを送信する際は、スイッチ２２が送信に切り替えられ、メモリ回路２８からの通信データがデータ制御回路２７を介して変調回路２６で変調されてスイッチ２２を介してアンテナ２１から送信される。
【００２６】
機器１がカード２から送信された通信データを受信する際は、スイッチ１２が受信に切り替えられ、アンテナ１１で受信してスイッチ１２を介して通信データが増幅回路１３で増幅され、フィルタ回路１４で不必要な周波数成分がカットされ、復調回路１５で変調されている通信データを復調してアナログからディジタル信号に変換してデータ制御回路１７でプロトコル制御され、必要に応じてホストコンピュータ３とアクセスが行われる。
【００２７】
図２は、暗号通信プロトコルを示すものである。機器１とカード２との間で通信が行なわれるものとする。なお、この暗号通信プロトコルは、機器１はデータ制御回路１７、カード２はデータ制御回路２７によって制御される。
【００２８】
まず、機器１からカード２に対して認識コマンドが送信される。認識コマンドは、カード２からの応答があるまで一定間隔で送信し続ける。
カード２のデータ制御回路２７は、機器１からの認識コマンドを受信した際、応答にカード識別子と共にメモリ回路２８に予め保有している暗号キーの情報とを含めて送信する。
【００２９】
機器１のデータ制御回路１７は、カード２からの応答を受信し、この応答に含まれるカード識別子によってカード２を認識できた場合、応答に含まれる暗号キーの情報によりカード２との通信に使用する暗号キーを生成する。
【００３０】
機器１のデータ制御回路１７は、送信文Ｄ1 を乱数生成器１７ａで生成した乱数Ｒ1 とカード２に使用するために生成した暗号キーとを用いて暗号回路１７ｂで暗号化し、通信データ数１をカード２に送信する。
【００３１】
【数１】
ｆ（Ｒ1 ）は、乱数Ｒ1 、暗号キーを用いて得られた暗号コードである。
数２は、ＥＸ−ＯＲ（exclusive-0R：排他的論理和）である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
また、同時に乱数Ｒ1 も予め機器１、カード２共に既知の関数ｆａ（Ｒ1 ）として送信される。
通信データを受信したカード２は、受信したｆａ（Ｒ1 ）により乱数Ｒ1 を得て、その乱数Ｒ1 を利用してｆ（Ｒ1 ）を暗号文数３にＥＸ−ＯＲすることによって解読文Ｄ1 を得る。
【００３４】
【数３】
【００３５】
同様にカード２から機器１に送信文Ｄ2 を送るときカード２のデータ制御回路２７は、メモリ回路２８に保有している暗号キーと乱数Ｒ2 とを用いて暗号回路２７ｂで暗号化を行い、通信データ数４と関数ｆｂ（Ｒ2 ）を送信する。
【００３６】
【数４】
機器１で受信した通信データは、同様に数５に乱数Ｒ2 より得た暗号コードｆ（Ｒ2 ）をＥＸ−ＯＲすることで解読文Ｄ2 を得る。
【００３７】
【数５】
【００３８】
さらに、送信文Ｄn を送るときは、上記暗号キーと乱数Ｒn を用いて暗号、解読を行い、通信データの送信、受信を行う。
最後に、機器１から終了コマンドがカード２に送信されることにより、通信が終了される。
【００３９】
次回の通信では、機器１から再び認識コマンドがカード２に対して送信され、カード２が機器１に応答を返して開始される。なお、乱数は前回の通信とは異なる値を使用して暗号化を行う。
【００４０】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、機器側では暗号キーを保有しておらず、カード側のみに暗号キーを記録させてある。機器側が、カードを認識することによってそのカードに対応する暗号キーを生成するので、カード毎に異なる暗号キーを使用することになる。よって、同じ内容のデータを暗号化しても実際に暗号化されて送信される通信データは、カードによって異なったものとなる。且つ、毎回の送信毎に異なる乱数を使用することにより、同一のカードで同じ内容のデータを暗号化しても毎回異なる通信データが送信されることになり、解読、改ざんなどの不正を防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号解読等の不正を防止することのできる無線通信システム及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の無線通信システムに係る無線機器と無線カードの概略構成を示すブロック図。
【図２】暗号通信プロトコルを示す図。
【符号の説明】
１…機器
２…カード
３…ホストコンピュータ
１１，２１…アンテナ
１２，２２…スイッチ
１３，２３…増幅回路
１４，２４…フィルタ回路
１５，２５…復調回路
１６，２６…変調回路
１７，２７…データ制御回路
１７ａ，２７ａ…乱数生成器
１７ｂ，２７ｂ…暗号回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば機器側とカード側とで無線通信を行う無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号化に使用する暗号キーは機器側で決めていて、カードにはそれと同じ暗号キーを記録させて暗号化を行っている。
【０００３】
しかしながら、従来は機器側で決まっている暗号キーを使用しているため、全てのカードに対して同じ暗号キーを使用することとなり、暗号化されていても同じ内容のデータであれば暗号化しても同じ通信データとなって送信されるので、解読等の不正が可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、機器側で決まっている暗号キーを使用しているため、全てのカードに対して同じ暗号キーを使用することとなり、暗号化されていても同じ内容のデータであれば暗号化しても同じ通信データとなって送信されるので解読等の不正が可能であるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号解読等の不正を防止することのできる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段とから構成されている。
【０００７】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読する第２の通信手段とから構成されている。
【０００８】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段とから構成されている。
【０００９】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する第２の通信手段とから構成されている。
【００１０】
この発明の無線通信システムは、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、上記無線カードが、上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、上記乱数を通信毎に生成する第１の乱数生成手段と、上記応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと上記第１の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信する通信手段と、上記無線機器が、上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、上記乱数を通信毎に生成する第２の乱数生成手段と、この第２の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数と上記生成手段で生成された暗号キーとを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する通信手段とから構成されている。
【００１１】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
この発明の無線通信方法は、無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の無線通信システムに係る無線機器と無線カードの概略構成を示すものである。
【００１７】
この発明の無線通信システムは、ホストコンピュータ３に接続された機器１と無線通信を行うカード２とから構成されている。
通信手段としての機器１は、アンテナ１１、スイッチ１２、増幅回路１３、フィルタ回路１４、復調回路１５、データ制御回路１７、及び変調回路１６とから構成されている。
【００１８】
通信手段としてのカード２は、アンテナ２１、スイッチ２２、増幅回路２３、フィルタ回路２４、復調回路２５、データ制御回路２７、変調回路２６、及びメモリ回路２８とから構成されている。
【００１９】
アンテナ１１、２１は、通信データを送信、受信するコイル回路である。
スイッチ１２、２２は、送信、受信を切り替える回路である。
増幅回路１３、２３は、受信したデータのレベルを増幅する回路である。
【００２０】
フィルタ回路１４、２４は、不必要な周波数成分をカットする回路である。
復調回路１５、２５は、変調された通信データを復調し、アナログからディジタル信号に変換する回路である。
【００２１】
変調回路１６、２６は、ディジタル信号をアナログ信号に変換し、通信データを変調する回路である。
データ制御回路１７は、通信データをプロトコル制御する回路で、暗復号、ホストコンピュータ３とのアクセスを行う。また、データ制御回路１７は、乱数を生成する乱数生成器１７ａと後述する暗号キーと乱数とから通信データを暗号化する暗号回路１７ｂとを有している。
【００２２】
データ制御回路２７は、通信データをプロトコル制御する回路で、暗復号、メモリ回路２８とのアクセスを行う。また、データ制御回路２７は、乱数を生成する乱数生成器２７ａと後述する暗号キーと乱数とから通信データを暗号化する暗号回路２７ｂとを有している。
【００２３】
メモリ回路２８は、通信データを記録しておく回路である。
機器１から通信データを送信する際は、スイッチ１２が送信に切り替えられ、ホストコンピュータ３からの通信データがデータ制御回路１７に制御されて変調回路１６で変調され、スイッチ１２を介してアンテナ１１から送信される。
【００２４】
カード２が機器１から送信された通信データを受信する際は、スイッチ２２が受信に切り替えられ、アンテナ２１で受信してスイッチ２２を介して通信データが増幅回路２３で増幅され、フィルタ回路２４で不必要な周波数成分がカットされ、復調回路２５で変調されている通信データを復調してアナログからディジタル信号に変換してデータ制御回路２７に制御され、必要に応じてメモリ回路２８に記憶される。
【００２５】
カード２から通信データを送信する際は、スイッチ２２が送信に切り替えられ、メモリ回路２８からの通信データがデータ制御回路２７を介して変調回路２６で変調されてスイッチ２２を介してアンテナ２１から送信される。
【００２６】
機器１がカード２から送信された通信データを受信する際は、スイッチ１２が受信に切り替えられ、アンテナ１１で受信してスイッチ１２を介して通信データが増幅回路１３で増幅され、フィルタ回路１４で不必要な周波数成分がカットされ、復調回路１５で変調されている通信データを復調してアナログからディジタル信号に変換してデータ制御回路１７でプロトコル制御され、必要に応じてホストコンピュータ３とアクセスが行われる。
【００２７】
図２は、暗号通信プロトコルを示すものである。機器１とカード２との間で通信が行なわれるものとする。なお、この暗号通信プロトコルは、機器１はデータ制御回路１７、カード２はデータ制御回路２７によって制御される。
【００２８】
まず、機器１からカード２に対して認識コマンドが送信される。認識コマンドは、カード２からの応答があるまで一定間隔で送信し続ける。
カード２のデータ制御回路２７は、機器１からの認識コマンドを受信した際、応答にカード識別子と共にメモリ回路２８に予め保有している暗号キーの情報とを含めて送信する。
【００２９】
機器１のデータ制御回路１７は、カード２からの応答を受信し、この応答に含まれるカード識別子によってカード２を認識できた場合、応答に含まれる暗号キーの情報によりカード２との通信に使用する暗号キーを生成する。
【００３０】
機器１のデータ制御回路１７は、送信文Ｄ1 を乱数生成器１７ａで生成した乱数Ｒ1 とカード２に使用するために生成した暗号キーとを用いて暗号回路１７ｂで暗号化し、通信データ数１をカード２に送信する。
【００３１】
【数１】
数２は、ＥＸ−ＯＲ（exclusive-0R：排他的論理和）である。
【００３２】
【数２】
また、同時に乱数Ｒ1 も予め機器１、カード２共に既知の関数ｆａ（Ｒ1 ）として送信される。
通信データを受信したカード２は、受信したｆａ（Ｒ1 ）により乱数Ｒ1 を得て、その乱数Ｒ1 を利用してｆ（Ｒ1 ）を暗号文数３にＥＸ−ＯＲすることによって解読文Ｄ1 を得る。
【００３４】
【数３】
同様にカード２から機器１に送信文Ｄ2 を送るときカード２のデータ制御回路２７は、メモリ回路２８に保有している暗号キーと乱数Ｒ2 とを用いて暗号回路２７ｂで暗号化を行い、通信データ数４と関数ｆｂ（Ｒ2 ）を送信する。
【００３６】
【数４】
【００３７】
【数５】
さらに、送信文Ｄn を送るときは、上記暗号キーと乱数Ｒn を用いて暗号、解読を行い、通信データの送信、受信を行う。
最後に、機器１から終了コマンドがカード２に送信されることにより、通信が終了される。
【００３９】
次回の通信では、機器１から再び認識コマンドがカード２に対して送信され、カード２が機器１に応答を返して開始される。なお、乱数は前回の通信とは異なる値を使用して暗号化を行う。
【００４０】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、機器側では暗号キーを保有しておらず、カード側のみに暗号キーを記録させてある。機器側が、カードを認識することによってそのカードに対応する暗号キーを生成するので、カード毎に異なる暗号キーを使用することになる。よって、同じ内容のデータを暗号化しても実際に暗号化されて送信される通信データは、カードによって異なったものとなる。且つ、毎回の送信毎に異なる乱数を使用することにより、同一のカードで同じ内容のデータを暗号化しても毎回異なる通信データが送信されることになり、解読、改ざんなどの不正を防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、機器側とカード側とで暗号を用いて無線通信する際、暗号解読等の不正を防止することのできる無線通信システム及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の無線通信システムに係る無線機器と無線カードの概略構成を示すブロック図。
【図２】暗号通信プロトコルを示す図。
【符号の説明】
１…機器
２…カード
３…ホストコンピュータ
１１，２１…アンテナ
１２，２２…スイッチ
１３，２３…増幅回路
１４，２４…フィルタ回路
１５，２５…復調回路
１６，２６…変調回路
１７，２７…データ制御回路
１７ａ，２７ａ…乱数生成器
１７ｂ，２７ｂ…暗号回路
Claims (10)
- 無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
上記無線カードが、
上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、
この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、
上記無線機器が、
上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、
この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
上記無線カードが、
上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、
この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、
上記無線機器が、
上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、
この生成手段で生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読する第２の通信手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、
上記無線カードが、
上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、
この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行う第１の通信手段と、
上記無線機器が、
上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、
この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行う第２の通信手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、
上記無線カードが、
上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、
この応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信する第１の通信手段と、
上記無線機器が、
上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、
この生成手段で生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する第２の通信手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、
上記無線カードが、
上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信する応答手段と、
上記乱数を通信毎に生成する第１の乱数生成手段と、
上記応答手段で応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと上記第１の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信する通信手段と、
上記無線機器が、
上記応答手段からの応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成する生成手段と、
上記乱数を通信毎に生成する第２の乱数生成手段と、
この第２の乱数生成手段で通信毎に生成される乱数と上記生成手段で生成された暗号キーとを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読する通信手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。 - 無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする無線通信方法。 - 無線機器と無線カード間で無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーを用いて解読するようにしたことを特徴とする無線通信方法。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器と予め保有する暗号キーと乱数とを用いて無線通信を行い、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードと無線通信を行うようにしたことを特徴とする無線通信方法。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする無線通信方法。 - 無線機器と無線カード間で暗号と乱数とを用いて無線通信を行う無線通信方法であって、
上記無線カードが上記無線機器からの認識コマンドを受信した際、予め保有する暗号キーの情報を含む応答情報を上記無線機器に送信し、応答情報を送信した後、上記無線機器から送信される暗号化された通信情報を受信した際は予め保有する暗号キーと乱数とを用いて解読し、通信情報を送信する際は予め保有する暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて暗号化して送信し、上記無線機器が上記応答情報を受信して上記無線カードを認識できた際、この応答情報に含まれる暗号キーの情報から暗号キーを生成し、生成された暗号キーと通信毎に生成される乱数とを用いて上記無線カードに通信情報を暗号化して送信し、上記無線カードから送信される暗号化された通信情報を受信した際は上記生成された暗号キーと乱数とを用いて解読するようにしたことを特徴とする無線通信方法。
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