JP3693969B2 - 電子チケット使用支援システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子チケットの使用を支援するための技術に関し、具体的には、電子チケットを発行するチケット発行システム、発行された電子チケットを保持し出力することができるユーザ端末、ユーザ端末から電子チケットを受信するチケット受領マシン、及び、それらを含んだシステムに関する。
【０００２】
本発明は、電子チケットそのものは勿論、電子マネーや電子的な証明書など、所定の行為を認める又は所定の権限の有無を確かめる等の所定の用途又は目的に応じた様々な種類の電子データ（これを本明細書において「電子チケット」と総称する）全般に適用できるものであるが、そのうち、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）における料金決済での使用が考えられる電子チケットを例にとり以下の説明を行う。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）と称する、道路交通の利便性を高めるためのシステムが知られている。ＩＴＳは、道路を走行する自動車に搭載された無線通信可能な装置（以下、車載器）と、道路上又は道路近傍の所定場所に設けられた無線通信可能な装置（以下、路側機）との間で無線通信を行うことで、走行中の自動車に対し様々なサービスを提供しうるものである。そのサービスの一つに、高速道路等の料金所において、料金所を停止することなく通過しても料金決済を行えるというものがある。
【０００４】
ＩＴＳにおける料金決済の方法として、クレジットカードを使用する決済方法がある。この決済方法には、与信残額（つまり利用可能な金額）をチェックする方法としない方法とがあるが、与信残額のチェックには数十秒かかってしまうため、後述するような、ＩＴＳにおける無線通信での実効的な通信時間長の観点からすると、ＩＴＳにおける料金決済でクレジットカードを使用する場合には、与信残額をチェックしない方法が好ましいと考えられる。しかし、この決済方法では、与信残額がないのにサービスの使用を許してしまう、クレジットカード或いはクレジットカード番号が盗難された場合には不正に料金決済が行われてしまうなど、種々の問題がある。
【０００５】
以上の観点からすると、ＩＴＳでは、クレジットカードを使用した決済方法は不向きであると考えられる。そこで、別の決済方法として、電子チケットを使用する方法が考えられる。
【０００６】
電子チケットを使用する決済方法としては、チケットの二重使用や偽造を防ぐというセキュリティの観点から、電子署名を用いるチャレンジ・レスポンス方式が一般的である。その方式では、図１に示すようなシーケンス（以下、チケット使用シーケンス）で決済が行われる。
【０００７】
この方式では、図１に示すように、予め、ユーザ（チケット使用者）が、電子チケットの発行センタの電子署名（以下、発行センタ署名）５が付された電子チケット３と、公開鍵証明書の認証機関の電子署名（以下、認証機関署名）９が付された公開鍵証明書７とを有する。
【０００８】
そして、電子チケット３を使用するときは、まず、商店（チケット受領者）が、チャレンジ（固有情報）１を生成し、そのチャレンジ１をチケット使用者に送付する。次に、ユーザが、それに応答して、チャレンジ１及び電子チケット３に対して自身の秘密鍵で電子署名（以下、ユーザ署名）１１を作成し、そのユーザ署名１１と共に、公開鍵証明書７及び電子チケット３をチケット受領者に送信する。そして、商店が、公開鍵証明書７の認証機関署名９、電子チケット３の発行センタ署名５、及び、ユーザ署名１１の３つの電子署名について正当性の有無を検証し、３つ全ての電子署名について正当性が認められたら電子チケット３の使用を認める。
【０００９】
すなわち、電子署名を用いるチャレンジ・レスポンス方式でのチケット使用シーケンスでは、２回の通信と３回の電子署名の検証が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＩＴＳにおける無線通信では、自動車の走行速度と路側機がカバーできる通信可能領域とを考えると、通信可能な最大時間長は数秒あるが、様々な通信状況を考慮すると、その実効的な通信時間長はごくわずかであると考えられる（例えば、自動車の走行速度が時速６０ｋｍであって、路側機の通信可能領域が半径３０ｍ程度であれば、通信可能な最大時間長は３．６秒であるが、実効的な通信時間は数百msecであると考えられる）。この実効的な通信時間長は、自動車の走行速度が特に大きい場合、例えば高速道路では一層短くなる。ＩＴＳにおける料金決済では、このわずかな通信時間長内に、少なくとも、電子チケットの送信と、その電子チケットの正当性の有無の検証が完了されなければならない。このため、ＩＴＳでは、チケットの送信からそのチケットの正当性の有無の検証までの時間長が短くて済むチケット使用シーケンスが要求される。
【００１１】
しかし、上述したチャレンジ・レスポンス方式でのチケット使用シーケンスは、通信回数が２回であることと、電子署名の検証が３回であることからすると、上記要求を満たしているとは言えない。なぜなら、車載器と路側機との無線通信における通信速度（帯域幅）は限られており、また、電子署名の検証に必要な演算量は多いために、上述したわずかな時間長内にチケット使用シーケンスが完了するとは限らないからである。
【００１２】
これらの問題点の解決が図れる方法が記載された論文として、赤鹿らによる論文と、Rivestらによる論文とがある。（赤鹿らによる論文は、1999年暗号と情報セキュリティシンポジウム予稿集のW4-3.5に記載されている。一方、Rivestらの論文は、ＵＲＬ「http://theory.lcs.mit.edu/~rivest/RivestShamir-mpay.ps」に記載されている）。
【００１３】
赤鹿らによる論文には、ユーザと商店との間で予めチャレンジを共有することにより、チケット使用シーケンスにおける通信回数が１回で済む方法が記載されている。しかし、この論文に記載の方法は、１つの業者に複数の商店が所属しその業者が発行したチケットであればそれら複数の商店で使用できるようなシステム、例えば、ＩＴＳでの高速道路料金支払いのように、同一業者（道路公団）に所属するどの商店（料金所）でチケットが使用されるかがかわからない場合には不向きである。なぜなら、上記方法では、各々の商店がどのユーザにどのようなチャレンジが付与されたかを管理する必要があるため、同一業者に所属する全ての商店が同一のチャレンジを管理しなければならず、或る一商店でチケットと共にチャレンジが使用されたときは、その一商店は他の全ての商店にそのチャレンジが使用されたことを通知する必要があり面倒だからである。
【００１４】
一方、Rivestらの論文には、ハッシュ関数を用いて（つまり電子署名を用いないで）電子マネーの正当性の有無を検証する方法が記載されている。しかし、この論文に記載の方法は、クレジットカードを使用することが前提となっているため、上述した観点からＩＴＳには全く不向きである。
【００１５】
従って、本発明の目的は、チケット使用シーケンスにかかる時間長が短くて済み、且つ、同一のチケットを複数の商店で使用できるシステムに適した電子チケット使用支援システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子チケットを発行するチケット発行システムと、前記チケット発行システムが発行した電子チケットを取得し前記取得した電子チケットを送出するユーザ端末と、前記ユーザ端末が送出した電子チケットを受信するチケット受領マシンと、を備えた電子チケット使用支援システムであって、前記ユーザ端末は、
前記電子チケットを送信するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとに対して一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、電子チケットと、前記チケット使用証生成手段が生成した前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、前記チケット受領マシンは、前記ユーザ端末から前記チケット使用証と前記電子チケットとを受信する手段と、前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び受信した前記電子チケットを含む情報に対して前記一方向性関数を適用して演算を行う演算手段と、前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって一致する場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システムである。
【００１７】
なお、「電子チケット」は、所定の行為を認める又は所定の権限の有無を確かめる等の所定の用途又は目的（例えば、入場する、商品又はサービスを購入又は利用する、特定のリソースへのアクセス制御、所定の認証など）に応じた電子データであって、例えば、電子チケットそれ自体は勿論、電子マネー、電子的な証明書等である。また、「ユーザ端末」は、例えば、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＩＣカードや磁気カード等の記録媒体、又は、後述する車載コンピュータ等である。ユーザ端末は、所有者がユーザ自身である端末は勿論、所有者がユーザ自身ではなく或る者から貸し出された端末であっても良い。つまり、本発明に従う電子チケット支援システムは、ＩＴＳには勿論、例えば、遊園地などのテーマパークにおいて、来場者にユーザ端末を貸し出し、来場者がその端末を用いて電子チケットを使用することで、テーマパークの種々のサービスを来場者に提供する等にも適用することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記チケット使用証生成手段は、前記チケット使用証を生成する際に、前記電子チケットと前記データ作成開始日時情報とに前記ユーザ端末の位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用してチケット使用証を生成し、前記演算手段が、前記電子チケットと前記チケット受信日時情報とに前記チケット受領マシンの位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用して演算を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記電子チケットには、前記電子チケットを使用可能な位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する有効位置時刻情報が関連付けられており、前記検証手段は、前記判定手段によって一致する場合に、さらに、前記電子チケットが使用された位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する使用時位置情報と、受信した前記電子チケットに関連付けられている前記有効位置情報とに基づき前記電子チケットが正当であるとして検証を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、電子チケットを発行するチケット発行システムと、ユーザ識別情報を記憶するユーザ端末と、ベンダ識別情報を記憶するチケット受領マシンとを備えた電子チケット使用支援システムであって、前記チケット発行システムは、前記ベンダ識別情報と前記ユーザ識別情報とに第１の一方向性関数を適用して電子チケットを生成する手段を備え、前記ユーザ端末は、前記チケット発行システムから前記電子チケットを受信する受信手段と、前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用し、ハッシュ化された電子チケットを生成する電子チケット生成手段と、前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとを含む情報に対して第３の一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、内部に記憶している前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、前記チケット受領マシンは、前記ユーザ端末から前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とを受信する手段と、受信したユーザ識別情報と、内部に記憶している前記ベンダ識別情報とを含む情報に対して前記第１の一方向性関数を適用して演算を行う第１の演算手段と、前記第１の演算手段によって算出された第１の演算結果に対して前記第２の一方向性関数を適用する第２の演算手段と、前記第２の演算手段によって算出された第２の演算結果と、前記ハッシュ化された電子チケットが一致するか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び前記第１の演算結果を含む情報に対して前記第３の一方向性関数を適用して演算を行う第３の演算手段と、前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記第３の演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する第２の判定手段と、前記第２の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システムである。
【００２３】
この実施形態によれば、暗号化された電子チケットの正当性の有無に、ユーザ端末の位置を示す第１の位置情報と、チケット受領マシンの位置を示す第２の位置情報とが使用される。これにより、チケットがどの場所で使用されたかが分かるので、セキュリティが向上し、電子チケットの使用が一層支援される。また、この実施形態では、電子チケットが、一回使いきりのタイプであっても良いし、電車の定期券のように何回使えるタイプであっても良い。
【００２４】
好適な実施形態では、チケット受領マシンが、暗号化された電子チケットに関する情報である暗号化チケット情報をチケット発行システムに送信し、チケット発行システムが、発行した電子チケットに関する情報である発行済みチケット情報を記憶し、チケット受領マシンから暗号化チケット情報を受信したときは、記憶している発行済みチケット情報の中に、受信した暗号化チケット情報に対応すると推定される発行済みチケット情報があるか否かをチェックし、そのチェックにおいて、推定される発行済みチケット情報があればそれを消去し、推定される発行済みチケット情報がなければ、不正が行われたと推定する。
【００３５】
本発明に係るチケット発行マシン、ユーザ端末、及びチケット受領マシンの各々の機能はコンピュータにより実施することができるが、そのためのコンピュータプログラムは、ディスク型ストレージ、半導体メモリ及び通信ネットワークなどの各種媒体を通じてコンピュータにインストール又はロードすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明をＩＴＳに適用した一実施形態を説明する。
【００３７】
図２は、本発明をＩＴＳに適用した一実施形態に係るシステムのブロック図である。
【００３８】
本実施形態では、インターネット２上に、有料道路の使用料金を決済するための電子チケットを発行し管理する電子チケット管理サーバシステム（以下、単に「サーバ」という）２１が備えられる。また、ユーザが乗車する自動車２５には、サーバ２１から発行された電子チケットを保持し無線通信して使用するためのコンピュータマシン（以下、車載コンピュータ）２７が搭載される。また、有料道路２９上又は有料道路２９近傍の各々の所定場所（例えば、高速道路の各々の料金所付近）には、車載コンピュータ２７が無線通信して発した電子チケットを受領するためのコンピュータマシン（以下、電子チケット受領マシン）３１が備えられる。以下、サーバ２１、車載コンピュータ２７、及び受領マシン３１について詳述する。
【００３９】
サーバ２１は、電子チケットを管理するためのデータベース（以下、チケット管理ＤＢ）４１を有し、チケット管理ＤＢ４１内に、発行可能な電子チケットに関する情報（以下、電子チケット情報）を格納するためのディレクトリ（以下、チケット管理ディレクトリ）４３と、発行済みのチケットを管理するためのテーブル（以下、発行済みチケット管理テーブル）４５とを有する。チケット管理ディレクトリ４３に格納される電子チケット情報は、有料道路を管理するベンダ（業者）から受けたものであって１又は複数種類あり、各々の電子チケット情報には、電子チケットのチケット名、値段、その電子チケットによる料金決済を認めるベンダ（以下、使用承認ベンダ）の識別情報（以下、「IdV」と表記する）等が含まれている（１つの電子チケットに対して使用承認ベンダは複数存在しても良い）。発行済みチケット管理テーブル４５には、発行済みの電子チケットのチケット名と、それの使用承認ベンダのIdVと、その電子チケットを受取ったユーザの車載コンピュータ２７からサーバ２１が受信したIdT及びIdC（IdT及びIdCについては後述する）とが登録される。
【００４０】
サーバ２１は、予め、有料道路を管理するベンダから電子チケット情報を受けて、それをチケット管理ディレクトリ４３に格納する。サーバ２１は、矢印２００に示すように、車載コンピュータ２７から電子チケットの発行を要求されたときは、矢印３００に示すように、その要求に応じた電子チケットを暗号化したものを車載コンピュータ２７に発行する（このときに、サーバ２１は、発行した電子チケットの値段の決済を済ませる）。また、サーバ２１は、矢印５００に示すように、既に発行した電子チケットが受領マシン３１を介して還流してきたときは（つまり、受領マシン３１が車載コンピュータ２７から受領した電子チケットを受領マシン３１から受信したときは）、その電子チケットの正当性の有無を検証する。その検証において、正当性が認められたときは、サーバ２１は、発行済みチケット管理テーブル４５に記録されているデータのうち、正当性が認められた電子チケットに関するデータを削除する。一方、正当性が認められないときは、サーバ２１は、不正対処のための処理を実行する（この処理の具体的な内容については後に例示する）。
【００４１】
車載コンピュータ２７は、少なくとも、インターネット２等の通信ネットワークを介してサーバ２１と通信する機能と、ユーザ識別情報（以下、「IdC」と表記する）を保持する機能と、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する機能と、時計（以下、これを「車載時計」と言う）とを有する。なお、ユーザ識別情報IdCは、例えば、車載コンピュータ２７の製造シリアル番号、或いは、サーバ２１にユーザ登録することによりサーバ２１からユニークに付与された情報などである。
【００４２】
また、車載コンピュータ２７は、保持したデータ（電子チケットやIdC等）を外部に見せたり改ざんさせたり等を防ぐ、いわゆる耐タンパ性も有する。
【００４３】
車載コンピュータ２７は、ユーザから、所望の電子チケットのチケット名の入力とその電子チケットの発行要求とを受けたときは、矢印２００に示すように、入力されたチケット名をサーバ２１に通知すると共に、そのチケット名を持つ電子チケットの発行をサーバ２１に要求する（所望のチケット名を入力する方法としては、予め車載コンピュータ２７に複数のチケット名が登録されていてそれらの中から所望のチケット名を選択することで入力する、或いは、車載コンピュータ２７を用いてサーバ２１にアクセスしそのサーバ２１のＷｅｂページ上に表示される複数のチケット名から所望のチケット名を選択することで入力するなど種々の方法があるが、どれを採用しても良い）。そして、車載コンピュータ２７は、矢印３００に示すように、その要求に応じて発行された、暗号化されている電子チケットを受信し、その電子チケットを復号して保持する。なお、本実施形態では、保持することができる電子チケットの数は１種類であるとする。
【００４４】
車載コンピュータ２７は、自動車２５が有料道路２９を走行することにより受領マシン３１の通信領域に入ったときは、矢印４００に示すように、保持している電子チケットを含む送信データを作成しその送信データを電子チケット受領マシン３１に送信する。なお、そのとき、車載コンピュータ２７は、送信データの作成し始めた時に車載時計が示した日時を表す情報（以下、これを「データ作成開始日時情報」と言う）と、電子チケットを送信する時の自車位置を示す自車位置情報と、電子チケットとを用いて、電子チケットを使用できることを証明するための情報（以下、これを「チケット使用証」と言う）を生成し、生成したチケット使用証も送信データに含めて送信する。
【００４５】
電子チケット受領マシン（以下、「受領マシン」と略記する）３１は、有料道路２９を管理する或るベンダに属するものであり、無線通信可能な通信領域（例えば、自身を中心に半径３０ｍ程度の円領域）を有している。受領マシン３１は、少なくとも、自身が属するベンダのIdVを保持する機能と、受領を認める（つまり自身が取扱う対象の）電子チケットのチケット名の情報（以下、これを「tic」と表記する）を保持する機能と、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する機能と、時計（以下、「受領マシン時計」と言う）と、自身の通信領域を走行した自動車を写真撮影する機能と、撮影した写真画像と撮影した日時とを記憶する機能とを有する。なお、受領マシン時計が示す時刻と、車載時計が示す時刻は、少なくとも上記通信領域に車載コンピュータ２７が存在する場合には、ＧＰＳ衛星からの信号を受領マシン３１及び車載コンピュータ２７の双方が受信する、或いは、受領マシン３１が車載時計が示す時刻を受領マシン時計が示す時刻に補正する等により、完全に同一である。
【００４６】
受領マシン３１は、自身の通信領域に自動車２５の車載コンピュータ２７が入ったときは、矢印４００に示すように、車載コンピュータ２７から、電子チケット及びチケット使用証を受信する。それらを受信したら、受領マシン３１は、それらを受信したときに受領マシン時計が示した日時を表す情報（以下、これを「チケット受信日時情報」と言う）と、受領マシン３１の位置情報等を用いて、受信した電子チケット及びチケット使用証の正当性の有無を検証する（受領マシン３１の位置情報と、電子チケット及びチケット使用証を送信したときの自車位置情報とは、実質的に同一であるとする）。受領マシン３１は、その検証において、電子チケット及びチケット使用証の双方について正当性が認められたときは、直ちに或いは所定のタイミングで、矢印５００に示すように、電子チケット及びチケット使用証をサーバ２１に還流（つまり送信）する。一方、受信した電子チケット及びチケット使用証情報のいずれか一方について不当性があったときは、受領マシン３１は、後に説明するような不正対処のための処理を行う。
【００４７】
以下、この実施形態に係るシステムにおける流れを説明する。なお、その説明をするにあたってのノーテーションを図３に示す。
【００４８】
すなわち、図３に示すように、以下の説明において、「A‖B」という表記は、データAとデータBとを結合することを示す。また、「PkC」という表記は、ユーザの公開鍵を示し、「SkC」という表記は、公開鍵PkCを有するユーザの秘密鍵（つまり、公開鍵PkCとペアの秘密鍵）を示す。また、「ｆ」、「ｇ」、及び「ｈ」は、ハッシュ関数（衝突困難な一方向性関数）を示す。また、「h(A)」という表記は、データAにハッシュ関数hを施した結果を示す。また、「Enc<PkC>A」という表記は、データAを公開鍵PkCで暗号化した結果を示し、「Dec<SkC>A」という表記は、データAを秘密鍵SkCで復号した結果を示す。
【００４９】
図４〜図６を参照して、この実施形態に係るシステムにおける流れを説明する。
【００５０】
図４は、車載コンピュータ２７が電子チケットの発行をサーバ２１に要求してからその電子チケットをサーバ２１から受取るまでの流れを示す。
【００５１】
車載コンピュータ２７は、ユーザから、所望の電子チケットのチケット名の入力とその電子チケットの発行要求とを受けたときは（ステップS0）、そのときに車載時計が示した日時を示す発行要求日時情報（以下、これを「TS1」と表記する）を取得すると共に乱数Rを生成し、IdT＝h(R)‖TS１を計算して、IdTを算出する（S1）。そして、車載コンピュータ２７は、算出したIdTと、予め保持しているユーザ識別情報IdCと、ユーザに入力されたチケット名を示す情報（この情報は、受領マシン３１が取扱う対象の電子チケットのチケット名を示す情報と同一の「tic」であるとする）とをサーバ２１に送信し（S2-1）、生成した乱数Rと算出したIdTとを組にして一定期間（例えば、その乱数Rを生成した日に発行された全ての電子チケットがサーバ２１に戻されて正当性が検証され終えるまでの最大期間（一例として１ヶ月間））記憶する（S2-2）。
【００５２】
サーバ２１は、車載コンピュータ２７からIdC、IdT及びticを受信したら、受信したticの使用承認ベンダのIdVをチケット管理ＤＢ４１内のチケット管理ディレクトリ４３から取得し、T=h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算して（つまり、tic、dC、dV、及びdTを結合してハッシュ化して）電子チケットTを生成する（S3）。その後、Enc<PkC>T=T’を計算して（つまり電子チケットTを、IdCを持つユーザの公開鍵PkCで暗号化して）暗号化した電子チケットT’を車載コンピュータ２７に送信し（S4-1）、その電子チケットT’に関連するIdC、IdT、及びticの組を、チケット管理ＤＢ４１の発行済みチケット管理テーブル４５に登録する(S4-2)。
【００５３】
車載コンピュータ２７は、暗号化された電子チケットT’を受信したら、Dec<SkC>T’=Tを計算して（つまり暗号化された電子チケットT’を、公開鍵PkCを持つユーザの秘密鍵SkCで復号して）電子チケットTを取得し保持する（S５）。
【００５４】
図５は、発行された電子チケットTを車載コンピュータ２７が使用するときの流れ（チケット使用シーケンス）を示す。
【００５５】
車載コンピュータ２７は、自動車２５が走行することにより受領マシン３１の通信領域に入ったときは、保持している電子チケットTを受領マシン３１に送信する（S6）。具体的には、車載コンピュータ２７は、T”=f(T)を計算して（つまり保持している電子チケットTをハッシュ化して）ハッシュ化した電子チケット（以下、ハッシュ化チケット）T”を生成する。また、車載コンピュータ２７は、T”=f(T)を計算し始めたときの自車位置情報（以下、これを「Loc」と表記する）と、T”=f(T)を計算し始めた時に車載時計が示した日時を表すデータ作成開始日時情報（以下、これを「TS2」と表記する）と、電子チケットTとを用いて、C=g(T‖TS2‖Loc)を計算し（つまり、T、TS2、Locを結合してハッシュ化し）チケット使用証Cを生成する。そして、車載コンピュータ３１は、生成したハッシュ化チケットT”及びチケット使用証Cと、予め保持しているIdCと、図４のステップS2-2で記憶したIdTとを、受領マシン３１に送信する（S6）。（なお、特に図示しないが、車載コンピュータ３１は、送信したT”、C、IdC及びIdTと、それらを送信したときのTS2とを組み合わせ、その組合わせを、チケット使用履歴として一定期間（例えば、送信したT”に対応する電子チケットT及びチケット使用証Cの正当性がサーバ２１において検証され終えるまでの期間）保存するようにしても良い）。
【００５６】
受領マシン３１は、車載コンピュータ２７からT”、C、IdC及びIdTを受信したら、受信したIdC及びIdTと、取り扱い対象のチケット名として予め保持しているticと、予め保持しているIdVとを用いて、f(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT))=Yを計算し（つまりT”を算出するための計算式と同一の計算式でYを計算し）、Y=T”になるか否かをチェックする（S7）。
【００５７】
受領マシン３１は、Y=T”にならなければ（S8でNo）、不正があったと判定して、不正対処のための処理を実行する（S11）（例えば、T”、C、IdC及びIdTを受信した時刻を示すTS2’、自身の位置情報Loc、及び、上記受信した時刻の前後所定時間域（例えば前後２秒間）、つまり、不正が行われた可能性のある時間帯に撮影された全ての写真画像をサーバ２１に送信する。それにより、サーバ２１を管理する機関が、不正が行われた可能性のある時間帯及び場所で撮影された各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから、車載コンピュータに記録されている所定の情報（例えば乱数R）を提出してもらうことができる）。
【００５８】
一方、Y=T”になれば（S8でYes）、受領マシン３１は、上述したIdC、IdT、tic、及びIdVと、受領マシン３１の位置情報（この位置情報は、既に述べたように、電子チケット及びチケット使用証を送信したときの自車位置情報と実質的に同一ので、自車位置情報と同一の「Loc」と表記する）と、車載コンピュータ２７からデータ受信したときに受領マシン時計が示した日時を示す情報（以下、これを「TS2’」と表記する）とを用いて、チケット使用証Cの正当性の有無を検証する（S9）。具体的には、車載コンピュータ２７のデータ作成開始日時情報TS２と受領マシン３１のチケット受信日時情報TS2’とではタイムラグがあるため、チケット使用証Cを算出するための計算式C＝g(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)‖TS2‖Loc)のTS2を時間変数tとし、g(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)‖t‖Loc)=Y2を、TS2’−t’≦t＜TS2’の範囲（t’は、車載コンピュータ２７が送信データを作成し始めてから受領マシン３１がその送信データを受信するまでにかかると推定される最大時間長）について、C=Y2になるか否かをチェックする。つまり、受領マシン３１は、車載コンピュータ２７から送信データを受信した日時からさかのぼって、ハッシュ値CとY2との照合を行う（S9）。なお、受領マシン３１は、この照合チェックを、上述したようにTS2’−t’≦t＜TS2’の範囲において行うが、時間変数ｔには、所定のサンプリング単位（分解能）で値を代入する（例えば、ｔ’が100msecであって、サンプリング単位が10msecである場合には、時間変数ｔには、10、20、30、…、90、100というように値を代入する（つまり、この場合は、ハッシュ値CとY2との照合チェックは最高10回行われる））。
【００５９】
受領マシン３１は、ステップS9の照合チェックにおいて、C=Y2にならなければ（S10でNo）、不正ありと判定して上述したステップS11を実行し、C=Y2になれば（S10でYes）、正当性ありと判定して、ステップS7で受信したデータについての検証を終える。なお、図示しないが、このとき、受領マシン３１は、ステップS9の検証でC=Y2になったときのY2をC”とし、時間変数tをTS2”として記憶する（更にこのとき、ステップS7で受信したデータ及びそのデータの検証に関する全データを記憶するようにしても良い）。
【００６０】
図６は、受領マシン３１において正当性が認められた電子チケット及びチケット使用証がサーバ２１に還流（つまり送信）されるときの流れを示す。
【００６１】
まず、受領マシン３１が、図６に示したステップS7で受信したIdC及びIdTと、予め保持するIdV及びticとを用いて、T=h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算し電子チケットTを生成する。そして、受領マシン３１は、生成した電子チケットT、それの生成に用いたIdT、受領マシンの位置情報Loc、及び上記記憶したC”とTS2”を、サーバ２１に送信する（S12）。
【００６２】
サーバ２１は、受領マシン２１からT、C”、IdT、TS2”、及びLocを受信したときは、受信したIdTに対応するIdC、IdV、及びticをチケット管理ＤＢ４１内の発行済みチケット管理テーブル４５から取得して、電子チケットTを生成するための計算式h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算し、その計算によって算出される値（以下、これを「Y3」と表記する）が、受領マシン２１からの電子チケットTと一致するか否かをチェックする（S13）。
【００６３】
このチェックにおいて、Y3=Tにならなければ（S14でNo）、サーバ２１は、不正ありと判定して、不正対処のための処理を実行し（S18）、一方、Y3=Tになれば（S14でYes）、正当性ありと判定してステップS15を実行する。
【００６４】
ステップS15では、サーバ２１は、チケット使用証Cを生成するための計算式g(T‖TS2‖Loc)のTS2の値に、受領マシン３１からのTS2”を代入し、g(T‖TS2”‖Loc)を計算して、その計算により算出される値（以下、これを「Y4」と表記する）が、受領マシン３１からのC”（つまり受領マシン３１が正当であるとしたチケット使用証）と一致するか否かをチェックする（S15）。
【００６５】
このチェックにおいて、Y４=C”にならなければ（S16でNo）、サーバ２１は、不正ありと判定して、不正対処のための処理を実行し（S18）、一方、Y４=C”になれば（S16でYes）、正当性ありと判定し、発行済みチケット管理テーブル４５に記録されているデータのうち、ステップS13及びS15のチェックで使用された電子チケットTに関するデータ（tic、IdT、IdC、及びIdV）を削除する（S17）。特に図示しないが、ここで、削除対象のデータがなければ、サーバ２１は、電子チケットの二重還流が行われたと判定し、不正対処のための処理を実行する。
【００６６】
以上、上述した実施形態によれば、チケット使用シーケンスにおける通信回数は１回で済み、電子チケット及びチケット使用証の正当性の有無の検証が、電子署名の検証の１／１０００程度の処理時間で済むハッシュ計算により行われている。このため、チケット使用シーケンスにかかる時間長は非常に短くて済むので、高速走行中でも電子チケットの使用による料金決済が可能になる。
【００６７】
また、上述した実施形態によれば、後述するように、電子チケットの送信及び受信における日時情報から、電子チケットの二重使用を防止できる。換言すれば、車載コンピュータ２７（ユーザ）と受領マシン３１（商店）との間で、予め同一のチャレンジを共有しなくても、チケット使用シーケンスにおける通信回数が１回で済み且つチケットの二重使用を防止できる。このため、本実施形態では、従来のように、各々の商店がどのユーザにどのようなチャレンジが付与されたかを管理する必要がなくなるので、ＩＴＳでの高速道路料金支払いのように、同一業者に所属するどの商店でチケットが使用されるかがかわからない場合に、電子チケットの使用による料金決済を好適に行うことが可能である。
【００６８】
更に、上述した実施形態によれば、（１）ユーザによる電子チケットの二重使用の防止、（２）ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造防止、（３）盗聴者（悪意の第三者）による盗聴チケットの使用防止、（４）盗聴者によるチケット偽造防止、（５）オフラインでの電子チケット使用、（６）不正ユーザの追跡の６つの効果を得ることができる。以下、それら６つの効果について具体的に述べる。
【００６９】
（１）ユーザによる電子チケットの二重使用の防止
電子チケットの二重使用を行った場合、つまり、電子をチケット使用する時に、過去に使用した電子チケットを含む送信データと同一の送信データを車載コンピュータ２７から受領マシン３１に送信した場合、その送信データ内のチケット使用証に含まれるTS2は、過去に使用したときのデータ作成開始日時を示すため、そのTS2に示される日時と、受領マシン３１におけるチケット使用証Cの正当性の有無の検証の際に使用されるTS2’に示される日時とでは、タイムラグが大きすぎる。このため、図５に示したステップS9及びS10において、チケット使用証の正当性が認められることはあり得ず、不正と判定される。故に、本実施形態では、電子チケットの二重使用を防ぐことができる。
【００７０】
（２）ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造防止
電子チケットに関する情報（T、IdCなど）は、耐タンパ性を持った車載コンピュータ２７に格納されるため、その情報をユーザが取得することは実質的に不可能である。また、サーバ２１と車載コンピュータ２７との通信路上で電子チケットを取得して改ざん又は偽造を試みることが考えられるが、サーバ２１からの電子チケットは、ユーザの公開鍵PkCで暗号化されているため、その通信路上で電子チケットを取得することは実質的に不可能である。故に、本実施形態では、ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造を防ぐことが可能である。
【００７１】
（３）盗聴者（悪意の第三者）による盗聴チケットの使用防止
正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者が、その正当なユーザから出力された電子チケットを盗み取って、それをチケットの有効期間内（例えば、TS2に示される日時とTS2’に示される日時との差が上記ｔ’以内）にそのまま使用したとする（以下、正当なユーザが使用した電子チケットを「正当チケット」と言い、盗聴者が使用した電子チケットを「盗聴チケット」と言う）。この場合、盗聴チケットは正当チケットと同一なので、受領マシン３１では盗聴チケットでも正当性ありと判定されてしまうが、その盗聴チケットはサーバ２１に送られるので、サーバ２１の図６に示したステップS17において、その盗聴チケットに対応する発行済みデータは先に送られてきた正当チケットによって既に削除されているので、不正が発見される。この場合、サーバ２１は、受領マシン３１から受信したTS2”及びLocを基に不正が行われたと推定される日時及び場所で撮影された全ての写真画像を受領マシン３１に送信してもらい、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから、正当なユーザのみが知り得る乱数Rを提出させる。このとき、盗聴者は、その乱数Rを提出することができない（盗み取ったデータには乱数Rが使用されたIdTが含まれているが、IdTはハッシュ値であるため、ハッシュ関数の特性上、そのハッシュ値からはIdTを作成するときに使用された乱数Rは取得できない）。故に、本実施形態では、盗聴者による盗聴チケットの使用を防ぐことができる。
【００７２】
（４）盗聴者によるチケット偽造防止
正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者が、その正当なユーザから出力された電子チケット及びチケット使用証を盗み取って、別の日時、別の場所で使用できる電子チケットとチケット使用証を偽造する攻撃を試みたとする。しかし、電子チケット及びチケット使用証は、ハッシュ値であるため、ハッシュ関数の特性上、電子チケット及びチケット使用証に使用されたデータを取得することは不可能である。このため、別の日時、別の場所で使用できるような電子チケット及びチケット使用証を偽造することはできないので、盗聴者による電子チケットの偽造を防ぐことができる。
【００７３】
（５）オフラインでの電子チケット使用
本実施形態では、車載コンピュータ２７に予め電子チケットを格納しその電子チケットを使用するので、電子チケットの使用の際は、車載コンピュータ２７と受領マシン３１はサーバ２１と通信する必要なく、各々の保持している情報に基づいて電子チケットの使用及びそれの正当性の有無の検証を行うことができる。すなわち、本実施形態では、電子チケットの使用は、オフラインで行うことができる。
【００７４】
（６）不正なチケット使用をしたユーザの特定
本実施形態では、チケットの二重使用、盗聴チケットの使用等の不正なチケット使用が見つけられたときは、所定の機関（例えばサーバ２１を管理する機関）が、不正な使用がされたと考えられる日時及び場所（つまり、受領マシン３１から受信したTS2’に示される日時の近傍の日時及び位置情報Loc）で撮影された全ての写真画像を受領マシン３１からサーバ２１に送信してもらえば、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定することができる。そして、上記所定の機関は、特定できた各々のユーザから、所定の情報（例えば、乱数R）を提出してもらう。このとき、提出してもらった所定の情報から得られるはずの情報が得られない等の場合には、その情報を提出したユーザを不正なチケット使用をしたユーザであると特定することができる。
【００７５】
ところで、本発明には、以下のような別の実施形態が考えられる。
【００７６】
例えば、第１の別の実施形態として、有料道路の入口等の所定場所に、その有料道路で有効な電子チケットを無線通信により発行するための装置（以下、「チケット発行装置」と言う）を設置し、車載コンピュータ２７がチケット発行装置の通信領域に入ったときに自働的に電子チケットを発行するようにしても良い。これにより、ユーザは、チケット名を入力してチケット発行を要求するという面倒な操作をしなくても、走行している有料道路の料金決済に必要な電子チケットを取得できるので、便利である。
【００７７】
また、第２の別の実施形態として、受領マシン３１の通信領域が広く、電子チケット及びチケット使用証を使用するときの車載コンピュータ２７の位置が複数通り考えられる場合には、受領マシン３１は、その複数通りの位置情報を保持していても良い。この場合、受領マシン３１は、車載コンピュータ２７から電子チケット及びチケット使用証を受信したときは、チケット使用証の正当性を、それら複数通りの位置情報を用いて検証する。
【００７８】
また、第３の別の実施形態として、有料道路の出口付近であって自動車の走行路上に開閉可能なゲートを設け、受領マシン３１において不正なチケット使用が発覚したときは、上記ゲートを閉めて、不正なチケット使用をしたと推定される自動車が有料道路を出られないようにしても良い。
【００７９】
さらに、上述した実施形態の他に、以下のバリエーションが考えられる。
【００８０】
（１）ターゲットの位置及び時刻の取得方法
（ｉ）ターゲットの位置及び時刻（例えば、ユーザが電子チケットを使用した時の位置及び時刻）は、ＧＰＳ端末、携帯電話機、又はＰＨＳ端末を用いて取得することができる。具体的に言うと、ＧＰＳ端末を用いる場合、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に含まれている緯度・経度情報や時刻情報をターゲットの位置及び時刻として取得することができる。携帯電話機又はＰＨＳ端末を用いる場合、携帯電話機又はＰＨＳ端末が通信している基地局の位置情報及びその基地局における時刻情報がその基地局から出力されることによりターゲットの位置及び時刻を取得することができる（なお、ターゲットの時刻は、携帯電話機又はＰＨＳ端末に内蔵されているタイマーから取得することもできる）。
【００８１】
（ii）ユーザが使用する装置（上述した実施形態を例に言えば車載コンピュータ２７、以下、ユーザ端末）に、位置及び時刻情報を取得する機能、すなわち、測位手段及び時刻計測手段が内蔵されることにより、ユーザ端末が自分でターゲットの位置及び時刻を取得しても良い。
【００８２】
（iii）ターゲットの位置及び時刻の一方又は双方の情報が予め保持されていても良い。具体例を言うと、ユーザ端末として、記録媒体（例えば、ＩＣカード、磁気カード等）又はその記録媒体を用いてデータを送受できる装置を採用し、その記録媒体内に、予め、電子チケットの有効な位置及び時刻の一方又は双方の情報（つまり、電子チケットを使用することができる位置及び時刻の一方又は双方の情報、以下、有効位置時刻情報）が記録されていても良い。有効位置時刻情報は、例えば、記録媒体の発行時又は電子チケットの購入時に記録される。この場合、電子チケットそれ自体に、有効位置時刻情報が埋め込まれており、その電子チケットが実際に使用されたときに、実際に使用されたときの位置及び時刻の情報と、その電子チケットに埋め込まれている有効位置時刻情報とに基づいて、その電子チケットの正当性がチェックされる。
【００８３】
（２）位置・時刻取得装置
（ｉ）位置・時刻取得装置として、ユーザ端末を採用することができる。ユーザ端末は、例えば、パーソナルコンピュータ、ＧＰＳ端末、携帯電話機、ＰＨＳ端末、記録媒体（例えば、接触型又は非接触型のＩＣカード、磁気カード等）、又は、その記録媒体内のデータを送信したりその記録媒体に受信したデータを格納したりすることができる装置など、通信機能を備えた装置であればどのようなものでも良い。
【００８４】
（ii）位置・時刻取得装置として、受領マシンを採用することができる。受領マシンは、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、又はＰＨＳ端末など、ユーザ端末と同様に通信機能を備えた装置であればどのようなものでも良い。
【００８５】
（３）正当性チェック項目
ユーザ端末から送出された位置情報及び時刻情報の少なくとも一方と、受領マシン又は／及びサーバにおける位置情報及び時刻情報の少なくとも一方とが、電子チケットの正当性をチェックするための項目として使用される。つまり、位置情報のみ、時刻情報のみ、又は、位置情報と時刻情報の双方を用いて、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００８６】
（４）正当性チェック方式
（ｉ）電子チケットに位置・時刻情報を付加し暗号化（ハッシュ化）する方式を採用することができる。具体的な内容は、図５を参照して既に説明した通りである。
【００８７】
（ii）位置・時刻情報をパラメータとして鍵を生成し、その鍵を用いて暗号化及び復号化する方式も採用することができる。これについて、具体的な例を説明する。
【００８８】
チケット管理サーバにおいて管理されている各電子チケットには、上述した有効位置時刻情報（すなわち、電子チケットを使用することが可能な位置及び時刻の一方又は双方の情報）が埋め込まれている。チケット管理サーバは、電子チケットが購入されたときは、その電子チケットの有効位置時刻情報を用いて、その電子チケットに専用の鍵情報を生成し、購入された電子チケットを、生成した鍵情報を用いて暗号化してユーザ端末に送信する。なお、上記専用の鍵情報は、予め生成し保持されていても良い。また、例えば、二以上の有効位置時刻情報があるときは、例えば、各有効位置時刻情報を用いて電子チケットを暗号化し、暗号化された二以上の電子チケットを一つの電子チケットとして管理し、その電子チケットが購入されたときは、二以上の暗号化された電子チケットをユーザ端末に送信する。
【００８９】
購入された電子チケットが使用されたときは、その電子チケットが使用された時の位置及び時刻の一方又は双方の情報（以下、使用時位置時刻情報）と、上記専用の鍵情報で暗号化されている電子チケットとが、ユーザ端末から受領マシンに送信される。
【００９０】
受領マシンは、ユーザ端末からの上記暗号化されている電子チケットを、IdVを使ってその場で生成できる専用の鍵情報を用いて復号化する。そして、受領マシンは、復号化された電子チケットに埋め込まれている有効位置時刻情報と、ユーザ端末から受信した使用時位置時刻情報とに基づいて、その電子チケットの正当性をチェックする（例えば、二以上の暗号化されている電子チケットがある場合には、二以上の電子チケットの各々に対して復号化を試みて、復号化に成功した電子チケットがあったときに正当だと判断される）。
【００９１】
この流れによれば、電子チケットを暗号化及び復号化するための専用の鍵情報は、ユーザ端末には送信されない。このため、暗号化されている電子チケットをユーザ端末において復号化して改ざんする等の不正行為が行なわれることを未然に防ぐことができる。
【００９２】
（５）電子チケットの正当性チェックの目的又は用途
（ｉ）電子チケットが、例えば、商品又はサービスを利用（又は購入）するために必要なものである場合は、商品又はサービスを利用（又は購入）する権限の有無を判断するために、電子チケットの正当性がチェックされる。この場合は、例えば、受領マシンが電子チケットを受領した時に、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９３】
（ii）電子チケットが、例えば、所定の認証（例を挙げると、個人認証、特定の権限を持っていること、又は、特定の会員であるかことの認証等）のために必要なものである場合は、正確な認証を行うために、電子チケットの正当性がチェックされる。この場合は、例えば、その認証を行う時に、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９４】
（iii）電子チケットが、例えば、何らかのリソース（例を挙げると、ディレクトリ、Ｗｅｂページ等）へのアクセスを制御するために必要なものであれば、そのアクセスの制御のために、電子チケットの正当性がチェックされる。それの正当性のチェックの結果によって、或るリソースにはアクセス許可し、別のリソースにはアクセス許可しない等のアクセス制御が行われる。この場合、例えば、リソースへのアクセス要求を受けたときに、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９５】
（６）正当性チェック場所
（ｉ）受領マシン（例えば、ＰＯＳ端末等）において、電子チケットの正当性をチェックすることができる。具体的には、例えば、受領マシンが、ユーザ端末から電子チケットを受信した時に、使用時位置時刻情報と、有効位置時刻情報とに基づいて、電子チケットの正当性をチェックすることができる。ここで、「使用時位置時刻情報」は、受領マシンの機能により取得した情報であっても良いし、所定の装置（例えばユーザ端末）から受信した情報であっても良い。また、「有効位置時刻情報」は、ユーザ端末から受信した電子チケットに埋め込まれている情報であっても良いし、受領マシンの機能によって取得した情報であっても良い。
【００９６】
（ii）チケット管理サーバにおいても、電子チケットの正当性をチェックすることができる。これにより、以下のような利点がある。
【００９７】
すなわち、正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者（すなわち悪意の第三者）が、その正当なユーザから出力された電子チケットを盗み取って、それをチケットの有効期間内（例えば、正当なユーザとほとんど同時）に使用したとする（以下、正当なユーザが使用した電子チケットを「正当チケット」と言い、盗聴者が使用した電子チケットを「盗聴チケット」と言う）。この場合、盗聴チケットは正当チケットと同一なので、受領マシン３１では盗聴チケットでも正当性ありと判定されてしまう。この場合、盗聴チケットも正当チケットも、チケット管理サーバに送られ、チケット管理サーバでは、盗聴チケット及び正当チケットのうちの先に受信した一方のチケットによって、そのチケットに対応する発行済みデータは使用済みを示すデータに変更される。その後に、チケット管理サーバは、他方のチケットを受信する。
【００９８】
しかし、他方のチケットを受信しても、そのチケットに対応する発行済みデータは、先に受信した一方のチケットによって使用済みデータに変更されているため存在しないので、チケット管理サーバは、その他方のチケットか又は先に受信した一方のチケットが不正なチケットであるかを判別することができる。なお、一方のチケットにも他方のチケットにも、上記実施形態で説明したように、ハッシュ化された乱数Ｒが含まれており、且つ、ハッシュ化された乱数Ｒは、チケット管理サーバにおいて管理されている。
【００９９】
この場合、チケット管理サーバは、一方のチケットの送信元のユーザ端末と、他方のチケットの送信元のユーザ端末の両方から、乱数Ｒを提出してもらう（上記実施形態では、既に説明したように、不正が行われたと推定される日時及び場所で撮影された全ての写真画像を受領マシンに送信してもらい、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから乱数Ｒを提出してもらう）。このとき、盗聴者であれば、正当な乱数Ｒを提出することができない。なぜなら、盗み取ったデータにはハッシュ化された乱数Ｒが含まれているが、ハッシュ関数の特性上、そのハッシュ化された乱数Ｒからはハッシュ化前の乱数Ｒを知ることはできないからである。
【０１００】
従って、チケット管理サーバにおいて電子チケットの正当性をチェックするようにすれば、盗聴者によって盗聴チケットが使用されてもそれを検出し且つ盗聴者を特定することができるので、盗聴チケットの使用を抑制することができる。
【０１０１】
（iii）受領マシン、及びチケット管理サーバ以外の装置（例えば、所定の機関に設置されているコンピュータシステム）が、電子チケットの正当性をチェックするようにしても良い。
【０１０２】
以上、本発明の好適な幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】チャレンジ・レスポンス方式を用いた従来のチケット使用シーケンスを示す図。
【図２】本発明をＩＴＳに適用した一実施形態に係るシステムのブロック図。
【図３】本実施形態に係るシステムにおける流れを説明するにあたってのノーテーションを示す図。
【図４】車載コンピュータが電子チケットの発行をサーバに要求してからその電子チケットをサーバから受取るまでの流れを示す図。
【図５】発行された電子チケットを車載コンピュータが使用するときの流れ（チケット使用シーケンス）を示す図。
【図６】受領マシンにおいて正当性が認められた電子チケット及びチケット使用証がサーバに還流されるときの流れを示す図。
【符号の説明】
２ インターネット
２１ 電子チケット管理サーバシステム
２５ 自動車
２７ 車載コンピュータ
２９ 有料道路
３１ 電子チケット受領マシン
４１ チケット管理ＤＢ
４３ チケット管理ディレクトリ
４５ 発行済みチケット管理テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子チケットの使用を支援するための技術に関し、具体的には、電子チケットを発行するチケット発行システム、発行された電子チケットを保持し出力することができるユーザ端末、ユーザ端末から電子チケットを受信するチケット受領マシン、及び、それらを含んだシステムに関する。
【０００２】
本発明は、電子チケットそのものは勿論、電子マネーや電子的な証明書など、所定の行為を認める又は所定の権限の有無を確かめる等の所定の用途又は目的に応じた様々な種類の電子データ（これを本明細書において「電子チケット」と総称する）全般に適用できるものであるが、そのうち、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）における料金決済での使用が考えられる電子チケットを例にとり以下の説明を行う。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）と称する、道路交通の利便性を高めるためのシステムが知られている。ＩＴＳは、道路を走行する自動車に搭載された無線通信可能な装置（以下、車載器）と、道路上又は道路近傍の所定場所に設けられた無線通信可能な装置（以下、路側機）との間で無線通信を行うことで、走行中の自動車に対し様々なサービスを提供しうるものである。そのサービスの一つに、高速道路等の料金所において、料金所を停止することなく通過しても料金決済を行えるというものがある。
【０００４】
ＩＴＳにおける料金決済の方法として、クレジットカードを使用する決済方法がある。この決済方法には、与信残額（つまり利用可能な金額）をチェックする方法としない方法とがあるが、与信残額のチェックには数十秒かかってしまうため、後述するような、ＩＴＳにおける無線通信での実効的な通信時間長の観点からすると、ＩＴＳにおける料金決済でクレジットカードを使用する場合には、与信残額をチェックしない方法が好ましいと考えられる。しかし、この決済方法では、与信残額がないのにサービスの使用を許してしまう、クレジットカード或いはクレジットカード番号が盗難された場合には不正に料金決済が行われてしまうなど、種々の問題がある。
【０００５】
以上の観点からすると、ＩＴＳでは、クレジットカードを使用した決済方法は不向きであると考えられる。そこで、別の決済方法として、電子チケットを使用する方法が考えられる。
【０００６】
電子チケットを使用する決済方法としては、チケットの二重使用や偽造を防ぐというセキュリティの観点から、電子署名を用いるチャレンジ・レスポンス方式が一般的である。その方式では、図１に示すようなシーケンス（以下、チケット使用シーケンス）で決済が行われる。
【０００７】
この方式では、図１に示すように、予め、ユーザ（チケット使用者）が、電子チケットの発行センタの電子署名（以下、発行センタ署名）５が付された電子チケット３と、公開鍵証明書の認証機関の電子署名（以下、認証機関署名）９が付された公開鍵証明書７とを有する。
【０００８】
そして、電子チケット３を使用するときは、まず、商店（チケット受領者）が、チャレンジ（固有情報）１を生成し、そのチャレンジ１をチケット使用者に送付する。次に、ユーザが、それに応答して、チャレンジ１及び電子チケット３に対して自身の秘密鍵で電子署名（以下、ユーザ署名）１１を作成し、そのユーザ署名１１と共に、公開鍵証明書７及び電子チケット３をチケット受領者に送信する。そして、商店が、公開鍵証明書７の認証機関署名９、電子チケット３の発行センタ署名５、及び、ユーザ署名１１の３つの電子署名について正当性の有無を検証し、３つ全ての電子署名について正当性が認められたら電子チケット３の使用を認める。
【０００９】
すなわち、電子署名を用いるチャレンジ・レスポンス方式でのチケット使用シーケンスでは、２回の通信と３回の電子署名の検証が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＩＴＳにおける無線通信では、自動車の走行速度と路側機がカバーできる通信可能領域とを考えると、通信可能な最大時間長は数秒あるが、様々な通信状況を考慮すると、その実効的な通信時間長はごくわずかであると考えられる（例えば、自動車の走行速度が時速６０ｋｍであって、路側機の通信可能領域が半径３０ｍ程度であれば、通信可能な最大時間長は３．６秒であるが、実効的な通信時間は数百msecであると考えられる）。この実効的な通信時間長は、自動車の走行速度が特に大きい場合、例えば高速道路では一層短くなる。ＩＴＳにおける料金決済では、このわずかな通信時間長内に、少なくとも、電子チケットの送信と、その電子チケットの正当性の有無の検証が完了されなければならない。このため、ＩＴＳでは、チケットの送信からそのチケットの正当性の有無の検証までの時間長が短くて済むチケット使用シーケンスが要求される。
【００１１】
しかし、上述したチャレンジ・レスポンス方式でのチケット使用シーケンスは、通信回数が２回であることと、電子署名の検証が３回であることからすると、上記要求を満たしているとは言えない。なぜなら、車載器と路側機との無線通信における通信速度（帯域幅）は限られており、また、電子署名の検証に必要な演算量は多いために、上述したわずかな時間長内にチケット使用シーケンスが完了するとは限らないからである。
【００１２】
これらの問題点の解決が図れる方法が記載された論文として、赤鹿らによる論文と、Rivestらによる論文とがある。（赤鹿らによる論文は、1999年暗号と情報セキュリティシンポジウム予稿集のW4-3.5に記載されている。一方、Rivestらの論文は、ＵＲＬ「http://theory.lcs.mit.edu/~rivest/RivestShamir-mpay.ps」に記載されている）。
【００１３】
赤鹿らによる論文には、ユーザと商店との間で予めチャレンジを共有することにより、チケット使用シーケンスにおける通信回数が１回で済む方法が記載されている。しかし、この論文に記載の方法は、１つの業者に複数の商店が所属しその業者が発行したチケットであればそれら複数の商店で使用できるようなシステム、例えば、ＩＴＳでの高速道路料金支払いのように、同一業者（道路公団）に所属するどの商店（料金所）でチケットが使用されるかがかわからない場合には不向きである。なぜなら、上記方法では、各々の商店がどのユーザにどのようなチャレンジが付与されたかを管理する必要があるため、同一業者に所属する全ての商店が同一のチャレンジを管理しなければならず、或る一商店でチケットと共にチャレンジが使用されたときは、その一商店は他の全ての商店にそのチャレンジが使用されたことを通知する必要があり面倒だからである。
【００１４】
一方、Rivestらの論文には、ハッシュ関数を用いて（つまり電子署名を用いないで）電子マネーの正当性の有無を検証する方法が記載されている。しかし、この論文に記載の方法は、クレジットカードを使用することが前提となっているため、上述した観点からＩＴＳには全く不向きである。
【００１５】
従って、本発明の目的は、チケット使用シーケンスにかかる時間長が短くて済み、且つ、同一のチケットを複数の商店で使用できるシステムに適した電子チケット使用支援システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子チケットを発行するチケット発行システムと、前記チケット発行システムが発行した電子チケットを取得し前記取得した電子チケットを送出するユーザ端末と、前記ユーザ端末が送出した電子チケットを受信するチケット受領マシンと、を備えた電子チケット使用支援システムであって、前記ユーザ端末は、
前記電子チケットを送信するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとに対して一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、電子チケットと、前記チケット使用証生成手段が生成した前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、前記チケット受領マシンは、前記ユーザ端末から前記チケット使用証と前記電子チケットとを受信する手段と、前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び受信した前記電子チケットを含む情報に対して前記一方向性関数を適用して演算を行う演算手段と、前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって一致する場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システムである。
【００１７】
なお、「電子チケット」は、所定の行為を認める又は所定の権限の有無を確かめる等の所定の用途又は目的（例えば、入場する、商品又はサービスを購入又は利用する、特定のリソースへのアクセス制御、所定の認証など）に応じた電子データであって、例えば、電子チケットそれ自体は勿論、電子マネー、電子的な証明書等である。また、「ユーザ端末」は、例えば、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＩＣカードや磁気カード等の記録媒体、又は、後述する車載コンピュータ等である。ユーザ端末は、所有者がユーザ自身である端末は勿論、所有者がユーザ自身ではなく或る者から貸し出された端末であっても良い。つまり、本発明に従う電子チケット支援システムは、ＩＴＳには勿論、例えば、遊園地などのテーマパークにおいて、来場者にユーザ端末を貸し出し、来場者がその端末を用いて電子チケットを使用することで、テーマパークの種々のサービスを来場者に提供する等にも適用することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記チケット使用証生成手段は、前記チケット使用証を生成する際に、前記電子チケットと前記データ作成開始日時情報とに前記ユーザ端末の位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用してチケット使用証を生成し、前記演算手段が、前記電子チケットと前記チケット受信日時情報とに前記チケット受領マシンの位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用して演算を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記電子チケットには、前記電子チケットを使用可能な位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する有効位置時刻情報が関連付けられており、前記検証手段は、前記判定手段によって一致する場合に、さらに、前記電子チケットが使用された位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する使用時位置情報と、受信した前記電子チケットに関連付けられている前記有効位置情報とに基づき前記電子チケットが正当であるとして検証を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、電子チケットを発行するチケット発行システムと、ユーザ識別情報を記憶するユーザ端末と、ベンダ識別情報を記憶するチケット受領マシンとを備えた電子チケット使用支援システムであって、前記チケット発行システムは、前記ベンダ識別情報と前記ユーザ識別情報とに第１の一方向性関数を適用して電子チケットを生成する手段を備え、前記ユーザ端末は、前記チケット発行システムから前記電子チケットを受信する受信手段と、前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用し、ハッシュ化された電子チケットを生成する電子チケット生成手段と、前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとを含む情報に対して第３の一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、内部に記憶している前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、前記チケット受領マシンは、前記ユーザ端末から前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とを受信する手段と、受信したユーザ識別情報と、内部に記憶している前記ベンダ識別情報とを含む情報に対して前記第１の一方向性関数を適用して演算を行う第１の演算手段と、前記第１の演算手段によって算出された第１の演算結果に対して前記第２の一方向性関数を適用する第２の演算手段と、前記第２の演算手段によって算出された第２の演算結果と、前記ハッシュ化された電子チケットが一致するか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び前記第１の演算結果を含む情報に対して前記第３の一方向性関数を適用して演算を行う第３の演算手段と、前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記第３の演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する第２の判定手段と、前記第２の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システムである。
【００２３】
この実施形態によれば、暗号化された電子チケットの正当性の有無に、ユーザ端末の位置を示す第１の位置情報と、チケット受領マシンの位置を示す第２の位置情報とが使用される。これにより、チケットがどの場所で使用されたかが分かるので、セキュリティが向上し、電子チケットの使用が一層支援される。また、この実施形態では、電子チケットが、一回使いきりのタイプであっても良いし、電車の定期券のように何回使えるタイプであっても良い。
【００２４】
好適な実施形態では、チケット受領マシンが、暗号化された電子チケットに関する情報である暗号化チケット情報をチケット発行システムに送信し、チケット発行システムが、発行した電子チケットに関する情報である発行済みチケット情報を記憶し、チケット受領マシンから暗号化チケット情報を受信したときは、記憶している発行済みチケット情報の中に、受信した暗号化チケット情報に対応すると推定される発行済みチケット情報があるか否かをチェックし、そのチェックにおいて、推定される発行済みチケット情報があればそれを消去し、推定される発行済みチケット情報がなければ、不正が行われたと推定する。
【００３５】
本発明に係るチケット発行マシン、ユーザ端末、及びチケット受領マシンの各々の機能はコンピュータにより実施することができるが、そのためのコンピュータプログラムは、ディスク型ストレージ、半導体メモリ及び通信ネットワークなどの各種媒体を通じてコンピュータにインストール又はロードすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明をＩＴＳに適用した一実施形態を説明する。
【００３７】
図２は、本発明をＩＴＳに適用した一実施形態に係るシステムのブロック図である。
【００３８】
本実施形態では、インターネット２上に、有料道路の使用料金を決済するための電子チケットを発行し管理する電子チケット管理サーバシステム（以下、単に「サーバ」という）２１が備えられる。また、ユーザが乗車する自動車２５には、サーバ２１から発行された電子チケットを保持し無線通信して使用するためのコンピュータマシン（以下、車載コンピュータ）２７が搭載される。また、有料道路２９上又は有料道路２９近傍の各々の所定場所（例えば、高速道路の各々の料金所付近）には、車載コンピュータ２７が無線通信して発した電子チケットを受領するためのコンピュータマシン（以下、電子チケット受領マシン）３１が備えられる。以下、サーバ２１、車載コンピュータ２７、及び受領マシン３１について詳述する。
【００３９】
サーバ２１は、電子チケットを管理するためのデータベース（以下、チケット管理ＤＢ）４１を有し、チケット管理ＤＢ４１内に、発行可能な電子チケットに関する情報（以下、電子チケット情報）を格納するためのディレクトリ（以下、チケット管理ディレクトリ）４３と、発行済みのチケットを管理するためのテーブル（以下、発行済みチケット管理テーブル）４５とを有する。チケット管理ディレクトリ４３に格納される電子チケット情報は、有料道路を管理するベンダ（業者）から受けたものであって１又は複数種類あり、各々の電子チケット情報には、電子チケットのチケット名、値段、その電子チケットによる料金決済を認めるベンダ（以下、使用承認ベンダ）の識別情報（以下、「IdV」と表記する）等が含まれている（１つの電子チケットに対して使用承認ベンダは複数存在しても良い）。発行済みチケット管理テーブル４５には、発行済みの電子チケットのチケット名と、それの使用承認ベンダのIdVと、その電子チケットを受取ったユーザの車載コンピュータ２７からサーバ２１が受信したIdT及びIdC（IdT及びIdCについては後述する）とが登録される。
【００４０】
サーバ２１は、予め、有料道路を管理するベンダから電子チケット情報を受けて、それをチケット管理ディレクトリ４３に格納する。サーバ２１は、矢印２００に示すように、車載コンピュータ２７から電子チケットの発行を要求されたときは、矢印３００に示すように、その要求に応じた電子チケットを暗号化したものを車載コンピュータ２７に発行する（このときに、サーバ２１は、発行した電子チケットの値段の決済を済ませる）。また、サーバ２１は、矢印５００に示すように、既に発行した電子チケットが受領マシン３１を介して還流してきたときは（つまり、受領マシン３１が車載コンピュータ２７から受領した電子チケットを受領マシン３１から受信したときは）、その電子チケットの正当性の有無を検証する。その検証において、正当性が認められたときは、サーバ２１は、発行済みチケット管理テーブル４５に記録されているデータのうち、正当性が認められた電子チケットに関するデータを削除する。一方、正当性が認められないときは、サーバ２１は、不正対処のための処理を実行する（この処理の具体的な内容については後に例示する）。
【００４１】
車載コンピュータ２７は、少なくとも、インターネット２等の通信ネットワークを介してサーバ２１と通信する機能と、ユーザ識別情報（以下、「IdC」と表記する）を保持する機能と、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する機能と、時計（以下、これを「車載時計」と言う）とを有する。なお、ユーザ識別情報IdCは、例えば、車載コンピュータ２７の製造シリアル番号、或いは、サーバ２１にユーザ登録することによりサーバ２１からユニークに付与された情報などである。
【００４２】
また、車載コンピュータ２７は、保持したデータ（電子チケットやIdC等）を外部に見せたり改ざんさせたり等を防ぐ、いわゆる耐タンパ性も有する。
【００４３】
車載コンピュータ２７は、ユーザから、所望の電子チケットのチケット名の入力とその電子チケットの発行要求とを受けたときは、矢印２００に示すように、入力されたチケット名をサーバ２１に通知すると共に、そのチケット名を持つ電子チケットの発行をサーバ２１に要求する（所望のチケット名を入力する方法としては、予め車載コンピュータ２７に複数のチケット名が登録されていてそれらの中から所望のチケット名を選択することで入力する、或いは、車載コンピュータ２７を用いてサーバ２１にアクセスしそのサーバ２１のＷｅｂページ上に表示される複数のチケット名から所望のチケット名を選択することで入力するなど種々の方法があるが、どれを採用しても良い）。そして、車載コンピュータ２７は、矢印３００に示すように、その要求に応じて発行された、暗号化されている電子チケットを受信し、その電子チケットを復号して保持する。なお、本実施形態では、保持することができる電子チケットの数は１種類であるとする。
【００４４】
車載コンピュータ２７は、自動車２５が有料道路２９を走行することにより受領マシン３１の通信領域に入ったときは、矢印４００に示すように、保持している電子チケットを含む送信データを作成しその送信データを電子チケット受領マシン３１に送信する。なお、そのとき、車載コンピュータ２７は、送信データの作成し始めた時に車載時計が示した日時を表す情報（以下、これを「データ作成開始日時情報」と言う）と、電子チケットを送信する時の自車位置を示す自車位置情報と、電子チケットとを用いて、電子チケットを使用できることを証明するための情報（以下、これを「チケット使用証」と言う）を生成し、生成したチケット使用証も送信データに含めて送信する。
【００４５】
電子チケット受領マシン（以下、「受領マシン」と略記する）３１は、有料道路２９を管理する或るベンダに属するものであり、無線通信可能な通信領域（例えば、自身を中心に半径３０ｍ程度の円領域）を有している。受領マシン３１は、少なくとも、自身が属するベンダのIdVを保持する機能と、受領を認める（つまり自身が取扱う対象の）電子チケットのチケット名の情報（以下、これを「tic」と表記する）を保持する機能と、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する機能と、時計（以下、「受領マシン時計」と言う）と、自身の通信領域を走行した自動車を写真撮影する機能と、撮影した写真画像と撮影した日時とを記憶する機能とを有する。なお、受領マシン時計が示す時刻と、車載時計が示す時刻は、少なくとも上記通信領域に車載コンピュータ２７が存在する場合には、ＧＰＳ衛星からの信号を受領マシン３１及び車載コンピュータ２７の双方が受信する、或いは、受領マシン３１が車載時計が示す時刻を受領マシン時計が示す時刻に補正する等により、完全に同一である。
【００４６】
受領マシン３１は、自身の通信領域に自動車２５の車載コンピュータ２７が入ったときは、矢印４００に示すように、車載コンピュータ２７から、電子チケット及びチケット使用証を受信する。それらを受信したら、受領マシン３１は、それらを受信したときに受領マシン時計が示した日時を表す情報（以下、これを「チケット受信日時情報」と言う）と、受領マシン３１の位置情報等を用いて、受信した電子チケット及びチケット使用証の正当性の有無を検証する（受領マシン３１の位置情報と、電子チケット及びチケット使用証を送信したときの自車位置情報とは、実質的に同一であるとする）。受領マシン３１は、その検証において、電子チケット及びチケット使用証の双方について正当性が認められたときは、直ちに或いは所定のタイミングで、矢印５００に示すように、電子チケット及びチケット使用証をサーバ２１に還流（つまり送信）する。一方、受信した電子チケット及びチケット使用証情報のいずれか一方について不当性があったときは、受領マシン３１は、後に説明するような不正対処のための処理を行う。
【００４７】
以下、この実施形態に係るシステムにおける流れを説明する。なお、その説明をするにあたってのノーテーションを図３に示す。
【００４８】
すなわち、図３に示すように、以下の説明において、「A‖B」という表記は、データAとデータBとを結合することを示す。また、「PkC」という表記は、ユーザの公開鍵を示し、「SkC」という表記は、公開鍵PkCを有するユーザの秘密鍵（つまり、公開鍵PkCとペアの秘密鍵）を示す。また、「ｆ」、「ｇ」、及び「ｈ」は、ハッシュ関数（衝突困難な一方向性関数）を示す。また、「h(A)」という表記は、データAにハッシュ関数hを施した結果を示す。また、「Enc<PkC>A」という表記は、データAを公開鍵PkCで暗号化した結果を示し、「Dec<SkC>A」という表記は、データAを秘密鍵SkCで復号した結果を示す。
【００４９】
図４〜図６を参照して、この実施形態に係るシステムにおける流れを説明する。
【００５０】
図４は、車載コンピュータ２７が電子チケットの発行をサーバ２１に要求してからその電子チケットをサーバ２１から受取るまでの流れを示す。
【００５１】
車載コンピュータ２７は、ユーザから、所望の電子チケットのチケット名の入力とその電子チケットの発行要求とを受けたときは（ステップS0）、そのときに車載時計が示した日時を示す発行要求日時情報（以下、これを「TS1」と表記する）を取得すると共に乱数Rを生成し、IdT＝h(R)‖TS１を計算して、IdTを算出する（S1）。そして、車載コンピュータ２７は、算出したIdTと、予め保持しているユーザ識別情報IdCと、ユーザに入力されたチケット名を示す情報（この情報は、受領マシン３１が取扱う対象の電子チケットのチケット名を示す情報と同一の「tic」であるとする）とをサーバ２１に送信し（S2-1）、生成した乱数Rと算出したIdTとを組にして一定期間（例えば、その乱数Rを生成した日に発行された全ての電子チケットがサーバ２１に戻されて正当性が検証され終えるまでの最大期間（一例として１ヶ月間））記憶する（S2-2）。
【００５２】
サーバ２１は、車載コンピュータ２７からIdC、IdT及びticを受信したら、受信したticの使用承認ベンダのIdVをチケット管理ＤＢ４１内のチケット管理ディレクトリ４３から取得し、T=h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算して（つまり、tic、dC、dV、及びdTを結合してハッシュ化して）電子チケットTを生成する（S3）。その後、Enc<PkC>T=T’を計算して（つまり電子チケットTを、IdCを持つユーザの公開鍵PkCで暗号化して）暗号化した電子チケットT’を車載コンピュータ２７に送信し（S4-1）、その電子チケットT’に関連するIdC、IdT、及びticの組を、チケット管理ＤＢ４１の発行済みチケット管理テーブル４５に登録する(S4-2)。
【００５３】
車載コンピュータ２７は、暗号化された電子チケットT’を受信したら、Dec<SkC>T’=Tを計算して（つまり暗号化された電子チケットT’を、公開鍵PkCを持つユーザの秘密鍵SkCで復号して）電子チケットTを取得し保持する（S５）。
【００５４】
図５は、発行された電子チケットTを車載コンピュータ２７が使用するときの流れ（チケット使用シーケンス）を示す。
【００５５】
車載コンピュータ２７は、自動車２５が走行することにより受領マシン３１の通信領域に入ったときは、保持している電子チケットTを受領マシン３１に送信する（S6）。具体的には、車載コンピュータ２７は、T”=f(T)を計算して（つまり保持している電子チケットTをハッシュ化して）ハッシュ化した電子チケット（以下、ハッシュ化チケット）T”を生成する。また、車載コンピュータ２７は、T”=f(T)を計算し始めたときの自車位置情報（以下、これを「Loc」と表記する）と、T”=f(T)を計算し始めた時に車載時計が示した日時を表すデータ作成開始日時情報（以下、これを「TS2」と表記する）と、電子チケットTとを用いて、C=g(T‖TS2‖Loc)を計算し（つまり、T、TS2、Locを結合してハッシュ化し）チケット使用証Cを生成する。そして、車載コンピュータ３１は、生成したハッシュ化チケットT”及びチケット使用証Cと、予め保持しているIdCと、図４のステップS2-2で記憶したIdTとを、受領マシン３１に送信する（S6）。（なお、特に図示しないが、車載コンピュータ３１は、送信したT”、C、IdC及びIdTと、それらを送信したときのTS2とを組み合わせ、その組合わせを、チケット使用履歴として一定期間（例えば、送信したT”に対応する電子チケットT及びチケット使用証Cの正当性がサーバ２１において検証され終えるまでの期間）保存するようにしても良い）。
【００５６】
受領マシン３１は、車載コンピュータ２７からT”、C、IdC及びIdTを受信したら、受信したIdC及びIdTと、取り扱い対象のチケット名として予め保持しているticと、予め保持しているIdVとを用いて、f(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT))=Yを計算し（つまりT”を算出するための計算式と同一の計算式でYを計算し）、Y=T”になるか否かをチェックする（S7）。
【００５７】
受領マシン３１は、Y=T”にならなければ（S8でNo）、不正があったと判定して、不正対処のための処理を実行する（S11）（例えば、T”、C、IdC及びIdTを受信した時刻を示すTS2’、自身の位置情報Loc、及び、上記受信した時刻の前後所定時間域（例えば前後２秒間）、つまり、不正が行われた可能性のある時間帯に撮影された全ての写真画像をサーバ２１に送信する。それにより、サーバ２１を管理する機関が、不正が行われた可能性のある時間帯及び場所で撮影された各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから、車載コンピュータに記録されている所定の情報（例えば乱数R）を提出してもらうことができる）。
【００５８】
一方、Y=T”になれば（S8でYes）、受領マシン３１は、上述したIdC、IdT、tic、及びIdVと、受領マシン３１の位置情報（この位置情報は、既に述べたように、電子チケット及びチケット使用証を送信したときの自車位置情報と実質的に同一ので、自車位置情報と同一の「Loc」と表記する）と、車載コンピュータ２７からデータ受信したときに受領マシン時計が示した日時を示す情報（以下、これを「TS2’」と表記する）とを用いて、チケット使用証Cの正当性の有無を検証する（S9）。具体的には、車載コンピュータ２７のデータ作成開始日時情報TS２と受領マシン３１のチケット受信日時情報TS2’とではタイムラグがあるため、チケット使用証Cを算出するための計算式C＝g(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)‖TS2‖Loc)のTS2を時間変数tとし、g(h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)‖t‖Loc)=Y2を、TS2’−t’≦t＜TS2’の範囲（t’は、車載コンピュータ２７が送信データを作成し始めてから受領マシン３１がその送信データを受信するまでにかかると推定される最大時間長）について、C=Y2になるか否かをチェックする。つまり、受領マシン３１は、車載コンピュータ２７から送信データを受信した日時からさかのぼって、ハッシュ値CとY2との照合を行う（S9）。なお、受領マシン３１は、この照合チェックを、上述したようにTS2’−t’≦t＜TS2’の範囲において行うが、時間変数ｔには、所定のサンプリング単位（分解能）で値を代入する（例えば、ｔ’が100msecであって、サンプリング単位が10msecである場合には、時間変数ｔには、10、20、30、…、90、100というように値を代入する（つまり、この場合は、ハッシュ値CとY2との照合チェックは最高10回行われる））。
【００５９】
受領マシン３１は、ステップS9の照合チェックにおいて、C=Y2にならなければ（S10でNo）、不正ありと判定して上述したステップS11を実行し、C=Y2になれば（S10でYes）、正当性ありと判定して、ステップS7で受信したデータについての検証を終える。なお、図示しないが、このとき、受領マシン３１は、ステップS9の検証でC=Y2になったときのY2をC”とし、時間変数tをTS2”として記憶する（更にこのとき、ステップS7で受信したデータ及びそのデータの検証に関する全データを記憶するようにしても良い）。
【００６０】
図６は、受領マシン３１において正当性が認められた電子チケット及びチケット使用証がサーバ２１に還流（つまり送信）されるときの流れを示す。
【００６１】
まず、受領マシン３１が、図６に示したステップS7で受信したIdC及びIdTと、予め保持するIdV及びticとを用いて、T=h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算し電子チケットTを生成する。そして、受領マシン３１は、生成した電子チケットT、それの生成に用いたIdT、受領マシンの位置情報Loc、及び上記記憶したC”とTS2”を、サーバ２１に送信する（S12）。
【００６２】
サーバ２１は、受領マシン２１からT、C”、IdT、TS2”、及びLocを受信したときは、受信したIdTに対応するIdC、IdV、及びticをチケット管理ＤＢ４１内の発行済みチケット管理テーブル４５から取得して、電子チケットTを生成するための計算式h(tic‖IdC‖IdV‖IdT)を計算し、その計算によって算出される値（以下、これを「Y3」と表記する）が、受領マシン２１からの電子チケットTと一致するか否かをチェックする（S13）。
【００６３】
このチェックにおいて、Y3=Tにならなければ（S14でNo）、サーバ２１は、不正ありと判定して、不正対処のための処理を実行し（S18）、一方、Y3=Tになれば（S14でYes）、正当性ありと判定してステップS15を実行する。
【００６４】
ステップS15では、サーバ２１は、チケット使用証Cを生成するための計算式g(T‖TS2‖Loc)のTS2の値に、受領マシン３１からのTS2”を代入し、g(T‖TS2”‖Loc)を計算して、その計算により算出される値（以下、これを「Y4」と表記する）が、受領マシン３１からのC”（つまり受領マシン３１が正当であるとしたチケット使用証）と一致するか否かをチェックする（S15）。
【００６５】
このチェックにおいて、Y４=C”にならなければ（S16でNo）、サーバ２１は、不正ありと判定して、不正対処のための処理を実行し（S18）、一方、Y４=C”になれば（S16でYes）、正当性ありと判定し、発行済みチケット管理テーブル４５に記録されているデータのうち、ステップS13及びS15のチェックで使用された電子チケットTに関するデータ（tic、IdT、IdC、及びIdV）を削除する（S17）。特に図示しないが、ここで、削除対象のデータがなければ、サーバ２１は、電子チケットの二重還流が行われたと判定し、不正対処のための処理を実行する。
【００６６】
以上、上述した実施形態によれば、チケット使用シーケンスにおける通信回数は１回で済み、電子チケット及びチケット使用証の正当性の有無の検証が、電子署名の検証の１／１０００程度の処理時間で済むハッシュ計算により行われている。このため、チケット使用シーケンスにかかる時間長は非常に短くて済むので、高速走行中でも電子チケットの使用による料金決済が可能になる。
【００６７】
また、上述した実施形態によれば、後述するように、電子チケットの送信及び受信における日時情報から、電子チケットの二重使用を防止できる。換言すれば、車載コンピュータ２７（ユーザ）と受領マシン３１（商店）との間で、予め同一のチャレンジを共有しなくても、チケット使用シーケンスにおける通信回数が１回で済み且つチケットの二重使用を防止できる。このため、本実施形態では、従来のように、各々の商店がどのユーザにどのようなチャレンジが付与されたかを管理する必要がなくなるので、ＩＴＳでの高速道路料金支払いのように、同一業者に所属するどの商店でチケットが使用されるかがかわからない場合に、電子チケットの使用による料金決済を好適に行うことが可能である。
【００６８】
更に、上述した実施形態によれば、（１）ユーザによる電子チケットの二重使用の防止、（２）ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造防止、（３）盗聴者（悪意の第三者）による盗聴チケットの使用防止、（４）盗聴者によるチケット偽造防止、（５）オフラインでの電子チケット使用、（６）不正ユーザの追跡の６つの効果を得ることができる。以下、それら６つの効果について具体的に述べる。
【００６９】
（１）ユーザによる電子チケットの二重使用の防止
電子チケットの二重使用を行った場合、つまり、電子をチケット使用する時に、過去に使用した電子チケットを含む送信データと同一の送信データを車載コンピュータ２７から受領マシン３１に送信した場合、その送信データ内のチケット使用証に含まれるTS2は、過去に使用したときのデータ作成開始日時を示すため、そのTS2に示される日時と、受領マシン３１におけるチケット使用証Cの正当性の有無の検証の際に使用されるTS2’に示される日時とでは、タイムラグが大きすぎる。このため、図５に示したステップS9及びS10において、チケット使用証の正当性が認められることはあり得ず、不正と判定される。故に、本実施形態では、電子チケットの二重使用を防ぐことができる。
【００７０】
（２）ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造防止
電子チケットに関する情報（T、IdCなど）は、耐タンパ性を持った車載コンピュータ２７に格納されるため、その情報をユーザが取得することは実質的に不可能である。また、サーバ２１と車載コンピュータ２７との通信路上で電子チケットを取得して改ざん又は偽造を試みることが考えられるが、サーバ２１からの電子チケットは、ユーザの公開鍵PkCで暗号化されているため、その通信路上で電子チケットを取得することは実質的に不可能である。故に、本実施形態では、ユーザによる電子チケットの改ざん及び偽造を防ぐことが可能である。
【００７１】
（３）盗聴者（悪意の第三者）による盗聴チケットの使用防止
正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者が、その正当なユーザから出力された電子チケットを盗み取って、それをチケットの有効期間内（例えば、TS2に示される日時とTS2’に示される日時との差が上記ｔ’以内）にそのまま使用したとする（以下、正当なユーザが使用した電子チケットを「正当チケット」と言い、盗聴者が使用した電子チケットを「盗聴チケット」と言う）。この場合、盗聴チケットは正当チケットと同一なので、受領マシン３１では盗聴チケットでも正当性ありと判定されてしまうが、その盗聴チケットはサーバ２１に送られるので、サーバ２１の図６に示したステップS17において、その盗聴チケットに対応する発行済みデータは先に送られてきた正当チケットによって既に削除されているので、不正が発見される。この場合、サーバ２１は、受領マシン３１から受信したTS2”及びLocを基に不正が行われたと推定される日時及び場所で撮影された全ての写真画像を受領マシン３１に送信してもらい、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから、正当なユーザのみが知り得る乱数Rを提出させる。このとき、盗聴者は、その乱数Rを提出することができない（盗み取ったデータには乱数Rが使用されたIdTが含まれているが、IdTはハッシュ値であるため、ハッシュ関数の特性上、そのハッシュ値からはIdTを作成するときに使用された乱数Rは取得できない）。故に、本実施形態では、盗聴者による盗聴チケットの使用を防ぐことができる。
【００７２】
（４）盗聴者によるチケット偽造防止
正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者が、その正当なユーザから出力された電子チケット及びチケット使用証を盗み取って、別の日時、別の場所で使用できる電子チケットとチケット使用証を偽造する攻撃を試みたとする。しかし、電子チケット及びチケット使用証は、ハッシュ値であるため、ハッシュ関数の特性上、電子チケット及びチケット使用証に使用されたデータを取得することは不可能である。このため、別の日時、別の場所で使用できるような電子チケット及びチケット使用証を偽造することはできないので、盗聴者による電子チケットの偽造を防ぐことができる。
【００７３】
（５）オフラインでの電子チケット使用
本実施形態では、車載コンピュータ２７に予め電子チケットを格納しその電子チケットを使用するので、電子チケットの使用の際は、車載コンピュータ２７と受領マシン３１はサーバ２１と通信する必要なく、各々の保持している情報に基づいて電子チケットの使用及びそれの正当性の有無の検証を行うことができる。すなわち、本実施形態では、電子チケットの使用は、オフラインで行うことができる。
【００７４】
（６）不正なチケット使用をしたユーザの特定
本実施形態では、チケットの二重使用、盗聴チケットの使用等の不正なチケット使用が見つけられたときは、所定の機関（例えばサーバ２１を管理する機関）が、不正な使用がされたと考えられる日時及び場所（つまり、受領マシン３１から受信したTS2’に示される日時の近傍の日時及び位置情報Loc）で撮影された全ての写真画像を受領マシン３１からサーバ２１に送信してもらえば、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定することができる。そして、上記所定の機関は、特定できた各々のユーザから、所定の情報（例えば、乱数R）を提出してもらう。このとき、提出してもらった所定の情報から得られるはずの情報が得られない等の場合には、その情報を提出したユーザを不正なチケット使用をしたユーザであると特定することができる。
【００７５】
ところで、本発明には、以下のような別の実施形態が考えられる。
【００７６】
例えば、第１の別の実施形態として、有料道路の入口等の所定場所に、その有料道路で有効な電子チケットを無線通信により発行するための装置（以下、「チケット発行装置」と言う）を設置し、車載コンピュータ２７がチケット発行装置の通信領域に入ったときに自働的に電子チケットを発行するようにしても良い。これにより、ユーザは、チケット名を入力してチケット発行を要求するという面倒な操作をしなくても、走行している有料道路の料金決済に必要な電子チケットを取得できるので、便利である。
【００７７】
また、第２の別の実施形態として、受領マシン３１の通信領域が広く、電子チケット及びチケット使用証を使用するときの車載コンピュータ２７の位置が複数通り考えられる場合には、受領マシン３１は、その複数通りの位置情報を保持していても良い。この場合、受領マシン３１は、車載コンピュータ２７から電子チケット及びチケット使用証を受信したときは、チケット使用証の正当性を、それら複数通りの位置情報を用いて検証する。
【００７８】
また、第３の別の実施形態として、有料道路の出口付近であって自動車の走行路上に開閉可能なゲートを設け、受領マシン３１において不正なチケット使用が発覚したときは、上記ゲートを閉めて、不正なチケット使用をしたと推定される自動車が有料道路を出られないようにしても良い。
【００７９】
さらに、上述した実施形態の他に、以下のバリエーションが考えられる。
【００８０】
（１）ターゲットの位置及び時刻の取得方法
（ｉ）ターゲットの位置及び時刻（例えば、ユーザが電子チケットを使用した時の位置及び時刻）は、ＧＰＳ端末、携帯電話機、又はＰＨＳ端末を用いて取得することができる。具体的に言うと、ＧＰＳ端末を用いる場合、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に含まれている緯度・経度情報や時刻情報をターゲットの位置及び時刻として取得することができる。携帯電話機又はＰＨＳ端末を用いる場合、携帯電話機又はＰＨＳ端末が通信している基地局の位置情報及びその基地局における時刻情報がその基地局から出力されることによりターゲットの位置及び時刻を取得することができる（なお、ターゲットの時刻は、携帯電話機又はＰＨＳ端末に内蔵されているタイマーから取得することもできる）。
【００８１】
（ii）ユーザが使用する装置（上述した実施形態を例に言えば車載コンピュータ２７、以下、ユーザ端末）に、位置及び時刻情報を取得する機能、すなわち、測位手段及び時刻計測手段が内蔵されることにより、ユーザ端末が自分でターゲットの位置及び時刻を取得しても良い。
【００８２】
（iii）ターゲットの位置及び時刻の一方又は双方の情報が予め保持されていても良い。具体例を言うと、ユーザ端末として、記録媒体（例えば、ＩＣカード、磁気カード等）又はその記録媒体を用いてデータを送受できる装置を採用し、その記録媒体内に、予め、電子チケットの有効な位置及び時刻の一方又は双方の情報（つまり、電子チケットを使用することができる位置及び時刻の一方又は双方の情報、以下、有効位置時刻情報）が記録されていても良い。有効位置時刻情報は、例えば、記録媒体の発行時又は電子チケットの購入時に記録される。この場合、電子チケットそれ自体に、有効位置時刻情報が埋め込まれており、その電子チケットが実際に使用されたときに、実際に使用されたときの位置及び時刻の情報と、その電子チケットに埋め込まれている有効位置時刻情報とに基づいて、その電子チケットの正当性がチェックされる。
【００８３】
（２）位置・時刻取得装置
（ｉ）位置・時刻取得装置として、ユーザ端末を採用することができる。ユーザ端末は、例えば、パーソナルコンピュータ、ＧＰＳ端末、携帯電話機、ＰＨＳ端末、記録媒体（例えば、接触型又は非接触型のＩＣカード、磁気カード等）、又は、その記録媒体内のデータを送信したりその記録媒体に受信したデータを格納したりすることができる装置など、通信機能を備えた装置であればどのようなものでも良い。
【００８４】
（ii）位置・時刻取得装置として、受領マシンを採用することができる。受領マシンは、例えば、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、又はＰＨＳ端末など、ユーザ端末と同様に通信機能を備えた装置であればどのようなものでも良い。
【００８５】
（３）正当性チェック項目
ユーザ端末から送出された位置情報及び時刻情報の少なくとも一方と、受領マシン又は／及びサーバにおける位置情報及び時刻情報の少なくとも一方とが、電子チケットの正当性をチェックするための項目として使用される。つまり、位置情報のみ、時刻情報のみ、又は、位置情報と時刻情報の双方を用いて、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００８６】
（４）正当性チェック方式
（ｉ）電子チケットに位置・時刻情報を付加し暗号化（ハッシュ化）する方式を採用することができる。具体的な内容は、図５を参照して既に説明した通りである。
【００８７】
（ii）位置・時刻情報をパラメータとして鍵を生成し、その鍵を用いて暗号化及び復号化する方式も採用することができる。これについて、具体的な例を説明する。
【００８８】
チケット管理サーバにおいて管理されている各電子チケットには、上述した有効位置時刻情報（すなわち、電子チケットを使用することが可能な位置及び時刻の一方又は双方の情報）が埋め込まれている。チケット管理サーバは、電子チケットが購入されたときは、その電子チケットの有効位置時刻情報を用いて、その電子チケットに専用の鍵情報を生成し、購入された電子チケットを、生成した鍵情報を用いて暗号化してユーザ端末に送信する。なお、上記専用の鍵情報は、予め生成し保持されていても良い。また、例えば、二以上の有効位置時刻情報があるときは、例えば、各有効位置時刻情報を用いて電子チケットを暗号化し、暗号化された二以上の電子チケットを一つの電子チケットとして管理し、その電子チケットが購入されたときは、二以上の暗号化された電子チケットをユーザ端末に送信する。
【００８９】
購入された電子チケットが使用されたときは、その電子チケットが使用された時の位置及び時刻の一方又は双方の情報（以下、使用時位置時刻情報）と、上記専用の鍵情報で暗号化されている電子チケットとが、ユーザ端末から受領マシンに送信される。
【００９０】
受領マシンは、ユーザ端末からの上記暗号化されている電子チケットを、IdVを使ってその場で生成できる専用の鍵情報を用いて復号化する。そして、受領マシンは、復号化された電子チケットに埋め込まれている有効位置時刻情報と、ユーザ端末から受信した使用時位置時刻情報とに基づいて、その電子チケットの正当性をチェックする（例えば、二以上の暗号化されている電子チケットがある場合には、二以上の電子チケットの各々に対して復号化を試みて、復号化に成功した電子チケットがあったときに正当だと判断される）。
【００９１】
この流れによれば、電子チケットを暗号化及び復号化するための専用の鍵情報は、ユーザ端末には送信されない。このため、暗号化されている電子チケットをユーザ端末において復号化して改ざんする等の不正行為が行なわれることを未然に防ぐことができる。
【００９２】
（５）電子チケットの正当性チェックの目的又は用途
（ｉ）電子チケットが、例えば、商品又はサービスを利用（又は購入）するために必要なものである場合は、商品又はサービスを利用（又は購入）する権限の有無を判断するために、電子チケットの正当性がチェックされる。この場合は、例えば、受領マシンが電子チケットを受領した時に、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９３】
（ii）電子チケットが、例えば、所定の認証（例を挙げると、個人認証、特定の権限を持っていること、又は、特定の会員であるかことの認証等）のために必要なものである場合は、正確な認証を行うために、電子チケットの正当性がチェックされる。この場合は、例えば、その認証を行う時に、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９４】
（iii）電子チケットが、例えば、何らかのリソース（例を挙げると、ディレクトリ、Ｗｅｂページ等）へのアクセスを制御するために必要なものであれば、そのアクセスの制御のために、電子チケットの正当性がチェックされる。それの正当性のチェックの結果によって、或るリソースにはアクセス許可し、別のリソースにはアクセス許可しない等のアクセス制御が行われる。この場合、例えば、リソースへのアクセス要求を受けたときに、電子チケットの正当性がチェックされる。
【００９５】
（６）正当性チェック場所
（ｉ）受領マシン（例えば、ＰＯＳ端末等）において、電子チケットの正当性をチェックすることができる。具体的には、例えば、受領マシンが、ユーザ端末から電子チケットを受信した時に、使用時位置時刻情報と、有効位置時刻情報とに基づいて、電子チケットの正当性をチェックすることができる。ここで、「使用時位置時刻情報」は、受領マシンの機能により取得した情報であっても良いし、所定の装置（例えばユーザ端末）から受信した情報であっても良い。また、「有効位置時刻情報」は、ユーザ端末から受信した電子チケットに埋め込まれている情報であっても良いし、受領マシンの機能によって取得した情報であっても良い。
【００９６】
（ii）チケット管理サーバにおいても、電子チケットの正当性をチェックすることができる。これにより、以下のような利点がある。
【００９７】
すなわち、正当なユーザが電子チケットを使用する際に、盗聴者（すなわち悪意の第三者）が、その正当なユーザから出力された電子チケットを盗み取って、それをチケットの有効期間内（例えば、正当なユーザとほとんど同時）に使用したとする（以下、正当なユーザが使用した電子チケットを「正当チケット」と言い、盗聴者が使用した電子チケットを「盗聴チケット」と言う）。この場合、盗聴チケットは正当チケットと同一なので、受領マシン３１では盗聴チケットでも正当性ありと判定されてしまう。この場合、盗聴チケットも正当チケットも、チケット管理サーバに送られ、チケット管理サーバでは、盗聴チケット及び正当チケットのうちの先に受信した一方のチケットによって、そのチケットに対応する発行済みデータは使用済みを示すデータに変更される。その後に、チケット管理サーバは、他方のチケットを受信する。
【００９８】
しかし、他方のチケットを受信しても、そのチケットに対応する発行済みデータは、先に受信した一方のチケットによって使用済みデータに変更されているため存在しないので、チケット管理サーバは、その他方のチケットか又は先に受信した一方のチケットが不正なチケットであるかを判別することができる。なお、一方のチケットにも他方のチケットにも、上記実施形態で説明したように、ハッシュ化された乱数Ｒが含まれており、且つ、ハッシュ化された乱数Ｒは、チケット管理サーバにおいて管理されている。
【００９９】
この場合、チケット管理サーバは、一方のチケットの送信元のユーザ端末と、他方のチケットの送信元のユーザ端末の両方から、乱数Ｒを提出してもらう（上記実施形態では、既に説明したように、不正が行われたと推定される日時及び場所で撮影された全ての写真画像を受領マシンに送信してもらい、各々の写真画像に写っている自動車のナンバーから各々のユーザを特定し、特定した各々のユーザから乱数Ｒを提出してもらう）。このとき、盗聴者であれば、正当な乱数Ｒを提出することができない。なぜなら、盗み取ったデータにはハッシュ化された乱数Ｒが含まれているが、ハッシュ関数の特性上、そのハッシュ化された乱数Ｒからはハッシュ化前の乱数Ｒを知ることはできないからである。
【０１００】
従って、チケット管理サーバにおいて電子チケットの正当性をチェックするようにすれば、盗聴者によって盗聴チケットが使用されてもそれを検出し且つ盗聴者を特定することができるので、盗聴チケットの使用を抑制することができる。
【０１０１】
（iii）受領マシン、及びチケット管理サーバ以外の装置（例えば、所定の機関に設置されているコンピュータシステム）が、電子チケットの正当性をチェックするようにしても良い。
【０１０２】
以上、本発明の好適な幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】チャレンジ・レスポンス方式を用いた従来のチケット使用シーケンスを示す図。
【図２】本発明をＩＴＳに適用した一実施形態に係るシステムのブロック図。
【図３】本実施形態に係るシステムにおける流れを説明するにあたってのノーテーションを示す図。
【図４】車載コンピュータが電子チケットの発行をサーバに要求してからその電子チケットをサーバから受取るまでの流れを示す図。
【図５】発行された電子チケットを車載コンピュータが使用するときの流れ（チケット使用シーケンス）を示す図。
【図６】受領マシンにおいて正当性が認められた電子チケット及びチケット使用証がサーバに還流されるときの流れを示す図。
【符号の説明】
２ インターネット
２１ 電子チケット管理サーバシステム
２５ 自動車
２７ 車載コンピュータ
２９ 有料道路
３１ 電子チケット受領マシン
４１ チケット管理ＤＢ
４３ チケット管理ディレクトリ
４５ 発行済みチケット管理テーブル
Claims (4)
- 電子チケットを発行するチケット発行システムと、前記チケット発行システムが発行した電子チケットを取得し前記取得した電子チケットを送出するユーザ端末と、前記ユーザ端末が送出した電子チケットを受信するチケット受領マシンと、を備えた電子チケット使用支援システムであって、
前記ユーザ端末は、
前記電子チケットを送信するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとに対して一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、
電子チケットと、前記チケット使用証生成手段が生成した前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、
前記チケット受領マシンは、
前記ユーザ端末から前記チケット使用証と前記電子チケットとを受信する手段と、
前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び受信した前記電子チケットを含む情報に対して前記一方向性関数を適用して演算を行う演算手段と、
前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって一致する場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、
を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システム。 - 前記チケット使用証生成手段は、前記チケット使用証を生成する際に、前記電子チケットと前記データ作成開始日時情報とに前記ユーザ端末の位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用してチケット使用証を生成し、
前記演算手段が、
前記電子チケットと前記チケット受信日時情報とに前記チケット受領マシンの位置情報を加えて、前記一方向性関数を適用して演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子チケット使用支援システム。 - 前記電子チケットには、前記電子チケットを使用可能な位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する有効位置時刻情報が関連付けられており、
前記検証手段は、
前記判定手段によって一致する場合に、さらに、前記電子チケットが使用された位置情報あるいは時刻情報のいずれか一方、または位置情報と時刻情報の双方を有する使用時位置情報と、受信した前記電子チケットに関連付けられている前記有効位置情報とに基づき前記電子チケットが正当であるとして検証を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電子チケット使用支援システム。 - 電子チケットを発行するチケット発行システムと、ユーザ識別情報を記憶するユーザ端末と、ベンダ識別情報を記憶するチケット受領マシンとを備えた電子チケット使用支援システムであって、
前記チケット発行システムは、
前記ベンダ識別情報と前記ユーザ識別情報とに第１の一方向性関数を適用して電子チケットを生成する手段を備え、
前記ユーザ端末は、
前記チケット発行システムから前記電子チケットを受信する受信手段と、
前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用し、ハッシュ化された電子チケットを生成する電子チケット生成手段と、
前記電子チケットに第２の一方向性関数を適用するときに、前記ユーザ端末側の日時を示すデータ作成開始日時情報と前記電子チケットとを含む情報に対して第３の一方向性関数を適用してチケット使用証を生成するチケット使用証生成手段と、
内部に記憶している前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とをチケット受領マシンへ送信する手段と、を備え、
前記チケット受領マシンは、
前記ユーザ端末から前記ユーザ識別情報と、前記ハッシュ化された電子チケットと、前記チケット使用証とを受信する手段と、
受信したユーザ識別情報と、内部に記憶している前記ベンダ識別情報とを含む情報に対して前記第１の一方向性関数を適用して演算を行う第１の演算手段と、
前記第１の演算手段によって算出された第１の演算結果に対して前記第２の一方向性関数を適用する第２の演算手段と、
前記第２の演算手段によって算出された第２の演算結果と、前記ハッシュ化された電子チケットが一致するか否かを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記チケット受領マシン側で受信した日時前の所定の時間範囲を予め定められた所定のサンプリング単位でサンプリングすることによって得られる複数の日時情報が代入される時間変数であるチケット受信日時情報及び前記第１の演算結果を含む情報に対して前記第３の一方向性関数を適用して演算を行う第３の演算手段と、
前記チケット受信日時情報に代入される前記いずれかの日時情報における前記第３の演算手段の演算結果が、受信した前記チケット使用証に一致するか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段によって一致すると判定された場合に、前記電子チケットが正当であるとして検証を行う検証手段と、
を備えたことを特徴とする電子チケット使用支援システム。
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