JP4059032B2 - Ｉｃカード認識装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＩＣカードを利用した入退出管理システムに適用されるＩＣカード認識装置に関し、更に詳しくは、高度なセキュリティレベルを備えたＩＣカード認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードリーダーライタと非接触ＩＣカードとを使用して、さまざまな情報のやり取りを行うＩＣカードシステムが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−１０１５５１号公報には、所定の識別データを記憶させたＩＣカードを入退出者に携帯させるとともに、ＩＣカードリーダーライタを部屋等のドアや入口付近に設置しておき、入退出の際に、ＩＣカードの識別データをリーダーライタに読み取らせ、適正な識別データであると判断した場合に限り、入室や通過等を許可しドアやゲートを開けるという動作を行わせる入退出管理システムが開示されている。
【０００４】
このような入退出管理システムにおいては、コンピュータを構成要件とするＩＣカード認識装置で構成されているのが一般的である。
すなわち、例えば図９Ａに示すように、コンピュータ５３の内部メモリには、ＩＣカードに格納されている識別データへのアクセスに必要な動作手順を表すプログラムが記憶され、当該プログラムを実行することによって、リーダーライタ５１を介してＩＣカードの識別データを読み出し、必要に応じてデータベース５２への照会も行いながら、読み出した識別データの適否を判定するようにしている。
【０００５】
ところが、このようなＩＣカード認識装置を屋外に設置することは、ハードディスク等のように故障し易いパーツが含まれるコンピュータ５３を屋外の環境下に晒すことになるので、信頼性の点で問題がある。
【０００６】
一方、コンピュータの代わりに、「シーケンサ」の呼称で知られるプログラマブルコントローラ（ＰＣ）あるいはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を用いてＩＣカード認識装置を構成することが考えられる。ＰＬＣは、耐環境性に優れ故障等の問題が少なく、またデバッグ性に優れるためにシステムの変更に容易に対応することができる等という特長を有しているからである。
【０００７】
公知のように、ＰＬＣは、メモリ部と、ＣＰＵ部と、入出力部と、電源部とを備え、ネットワーク対応のものではこれに通信部が備え付けられる。ＰＬＣは、上記各部をひとつのハウジングに収容した一体型と、上記各部をモジュールにして組み合わせたビルディングブロック型とが知られている。
【０００８】
そこで、ＰＬＣを用いてＩＣカード認識装置を構成する場合、ＰＬＣの通信部（通信モジュール）をＩＣカードとの通信手段として利用することができる。
図９Ｂに示すＰＬＣ制御ユニット５４は、ＩＣカードへのアクセスに必要な動作プログラムをＣＰＵモジュール５４Ａに格納し、汎用の通信モジュール５４Ｂを使ってＩＣカードとの通信を行うようにした例を示している。
また、図９Ｃに示すＰＬＣ制御ユニット５５は、ＩＣカードへのアクセスに必要な動作プログラムを、ＣＰＵモジュール５５Ａの動作プログラムとは異なる他の高級言語で作成し、これを通信モジュール５５Ｂに格納して動作させるようにした例を示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９Ｂおよび図９Ｃに示したＩＣカード認識装置においては、いずれも、ＰＬＣ制御ユニットのデバッグ環境下において、ＩＣカードへのアクセスに必要なプログラム（アクセス手順情報およびアクセスデータ情報）が容易に解読される危険性があるという問題がある。
【００１０】
すなわち、ＰＬＣ制御ユニットの動作プログラムは一般的に、デバッグが容易なソフトウェアで作成されているために、デバッグツールを用いて、プログラムを読み出し、解析することで、通信内容が簡単に判ってしまう。これによりセキュリティレベルを確保できなくなるという問題がある。
【００１１】
ＩＣカードは、本来的に、磁気カード等の他のデータ担持カードに比べて格納データの秘匿性に関する信頼性が非常に高い。そこで、近年、上記のようなセキュリティシステムへのＩＣカードの適用が進められているが、ＰＬＣを単にコンピュータの代わりに用いるだけの構成では、システムのセキュリティレベルを確保することができなくなる。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムにおいて、そのセキュリティレベルを確保することができるＩＣカード認識装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のＩＣカード認識装置は、非接触型のＩＣカードに格納された識別データの読み出しを行うカードリーダ部と、カードリーダ部とＩＣカードとの間の通信により取得した識別データに基づいて当該ＩＣカードを認証する制御ユニットとを備えたＩＣカード認識装置であって、制御ユニットは、ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラム及びこの動作プログラムの実行に必要なセキュリティ情報を少なくとも格納する記憶部と、上記動作プログラムを実行し、上記識別データに基づいてＩＣカードの認証を行うＣＰＵとを備えるカード認証部と、カードリーダ部及びカード認証部の動作を制御する制御部とを含み、ＩＣカードに格納された識別データへのアクセスに必要な動作プログラム及びＩＣカードのセキュリティ情報は、上記ＣＰＵの実行形式のファイルとして格納され、カード認証部は、ＩＣカードの認証処理の結果に応じた当該ＩＣカードの適否を示す信号のみを制御部へ出力する。
【００１４】
ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラム及びその動作プログラムの実行に必要なセキュリティ情報が、カード認証部の記憶部に、ＩＣカードの認証を行うＣＰＵの実行形式のファイルとして格納されているので、セキュリティ情報の解読を防止し、高いセキュリティレベルを実現するようにしている。
なお、この実行形式の動作プログラムを暗号化しておけば、更にセキュリティレベルの向上を図ることができる。
また、カード認証部は、ＩＣカードの認証処理の結果に応じた当該ＩＣカードの適否を示す信号のみを制御部へ出力するため、制御部用ソフトウェアからのセキュリティ情報へのアクセスを不可能とし、高いセキュリティレベルを確保する。
【００１５】
「ＩＣカードの適否を示す信号」としては、例えば、ＩＣカードが有効なものであるか否かを示す信号や、カードの適否を判断するためにカードから読み出された情報等が含まれる。前者は、カードの適否の判断をカード認証部で行う場合に対応し、後者は、カードの適否の判断を制御部で行う場合に対応する。
【００１６】
本発明では、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣによるＩＣカード利用システムを構築することができ、設置環境、故障の少なさ、信頼性、プログラミングの容易さなどで優れる種々のシステムに適用できるようにしている。特に、ＰＬＣを主体として構成されているので、システムのサイズを小さくすることができ、設置場所の自由度を広げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態によるＰＬＣを用いたＩＣカード認識装置１の構成を示すブロック図である。
ＩＣカード認識装置１は、ＩＣカードリーダーライタ部１６と、電源モジュール１１と、ＣＰＵモジュール１２と、ＩＣカードモジュール１３と、電源モジュール１１、ＣＰＵモジュール１２及びＩＣカードモジュール１３の間を連結するバス部１４とを備えている。
【００１９】
電源モジュール１１は、ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖの商用電源から、ＩＣカード認識装置１の動作用電源に変換し、バス部１４を介して各モジュールへ供給する。
【００２０】
ＣＰＵモジュール１２は、プログラマブルロジックコントローラ（あるいはプログラマブルコントローラ）のＣＰＵ部で構成され、本発明に係る「制御部」に対応する構成要素である。
ＣＰＵモジュール１２は、内部にメモリを備え、ＩＣカード認識装置１全体の動作を管理するとともに、上記メモリに格納されたシーケンスラダーソフトを実行する。
【００２１】
ＩＣカードモジュール１３は、本発明に係る「カード認証部」に対応する構成要素である。
ＩＣカードモジュール１３は、これに接続されるＩＣカードリーダーライタ部（以下、「リーダーライタ」という。）１６との通信動作を行い、ＩＣカード１７に格納された識別データへのアクセスに必要な動作手順を実行し、システムに必要な情報の読み出し／書き込みを実現する。
ＩＣカードモジュール１３は、ＩＣカード１７の認証を行うとともに、ＩＣカード１７に格納された識別データを読み出し、カードの適否を示す信号のみをＣＰＵモジュール１２へ供給するようになっている。
【００２２】
バス部１４は、各モジュール１１〜１３を機械的に保持するともに、各モジュール間での電源および信号のやり取りを行う。
【００２３】
以上、これら電源モジュール１１、ＣＰＵモジュール１２およびＩＣカードモジュール１３、バス部１４により、本発明の「制御ユニット」に対応するＰＬＣ制御ユニット３１が構成される。
【００２４】
次に、本発明に係るＩＣカードモジュール１３の詳細について説明する。
【００２５】
図２は、ＩＣカードモジュール１３の内部構造を示すブロック図である。
ＩＣカードモジュール１３は、ＣＰＵ（中央処理演算装置）１３１と、ＣＰＵ１３１が実行するカードアクセスに必要な手順及びデータを含むプログラムが格納されたメモリ１３２と、リーダーライタ１６とのシリアル通信を行うための伝送路用ドライバ・レシーバ１３３と、機能の状態を示す表示器１３４と、モジュール間接続用のバスインターフェース１３５とを備えている。
【００２６】
ドライバ・レシーバ１３３は、ＲＳ４２２・ＲＳ４８５仕様に基づく伝送路用ドライバ・レシーバで構成される。
表示器１３４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、動作状態を表示する。シーケンスラダーソフトがない状態においても、ＩＣカードリーダーライタ１６との接続状況をモニタしてリーダーライタ１６との接続確認ができるようになっており、システム立ち上げ時、トラブル時の対応を容易にしている。
バスインターフェース１３５は、バス部１４経由でやり取りされる電源と信号の物理的接続と、ＣＰＵモジュール１２との論理的な中継を行う。
【００２７】
メモリ１３２は、ＣＰＵ１３１の動作プログラム格納メモリ１３２Ａと、ＣＰＵ動作用メモリ１３２Ｂと、ＣＰＵモジュール１２とのインターフェース用メモリ１３２Ｃ等により構成される。なお、動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、本発明に係る「記憶部」に対応する。
【００２８】
動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、例えばフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で構成される。ＣＰＵ１３１の動作用プログラムは、ＩＣカード１７に格納されたデータへのアクセスに必要な情報を表すソフトウェアである。
ＩＣカードモジュール１３がＩＣカード１７の有効性を判断するように構成される場合は、その判断の材料（カードから読み出したデータと照合される各種データ）はこの動作プログラム格納メモリ１３２Ａに格納される。そして、カードの認証結果だけをＣＰＵモジュール１２へ供給する。
【００２９】
ＣＰＵ動作用メモリ１３２Ｂは、例えば、ＰＬＣのＣＰＵモジュール１２とのアクセスに必要なプログラム等、カードアクセス時のセキュリティ情報以外のＣＰＵ動作プログラムが格納されている。
【００３０】
インターフェース用メモリ１３２Ｃは、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１とＰＬＣのＣＰＵモジュール１２とが互いに信号およびデータのやり取りを行うためのもので、このメモリ１３２Ｃを介して、ＣＰＵモジュール１２から“ポーリング開始”などのコマンドが発行されたり、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１から、カードの認証結果やカードから読み出した情報がＣＰＵモジュール１２へ返される。
【００３１】
ここで、ＩＣカード１７は、非接触ＩＣカードで構成され、通信用のアンテナと、カード固有の識別データを格納した半導体メモリが内蔵されている。
なお、本実施の形態では、ＩＣカード１７として、例えばソニー社製の非接触ＩＣカード「ＦｅｌｉＣａ」（商標）が用いられる。
【００３２】
ＩＣカード１７は、高いセキュリティを実現するために、以下のように構成されている。
【００３３】
ＩＣカード１７を使ったシステムには、そのアプリケーション毎に固有の番号が割り振られる。このシステム固有番号を「システムコード」という。ここで、アプリケーションとは、例えば自転車置き場の入退場システムなど、実際に使用されるものを指している。
ＩＣカード１７は、識別データを格納するためのメモリ空間を有し、このメモリ空間内部の構造を「ファイルシステム」という。ユーザが独自のファイルシステムを取ることで、ＩＣカード内は製造者にも解らない内容となる。
ＩＣカード１７のメモリ内の特定の情報にアクセスするためには、「サービスコード」が必要である。
これらシステムコード、サービスコード、ファイルシステムには、それぞれアクセスするための「鍵」が必要とされる。
【００３４】
このように、ＩＣカード内メモリのある領域にアクセスするためには、そのシステムコード、ファイルシステム情報、サービスコード、各種鍵を含むセキュリティ情報を知る必要があるために、磁気カード等の他のデータ担持カードに比べて高いセキュリティが実現されることになる。
【００３５】
一方、ＣＰＵモジュール１２は、一般に、設置環境に関係なく機器の信頼性に非常に優れ、ソフト開発、デバッグが容易なシステムであり、デバッグツールを用いたシステムの解読を容易に行うことができるようになっている。
したがって、単に、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを構築しても、ＰＬＣを介して内部の通信の内容が容易に第三者に理解されるおそれがあり、ＩＣカードが本来的に有する高いセキュリティレベルを保つことができなくなる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３を以下のように構成することによって、ＩＣカード１７のセキュリティレベルを確保し、システムのセキュリティに対する信頼性を実現するようにしている。
【００３７】
すなわち、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３の動作プログラム格納メモリ１３２Ａに格納されるＣＰＵ動作用プログラムは、バイナリーコードあるいはマシン語等の実行形式のプログラムのみで構築されており、そのソースプログラムは格納されていない。これにより、リバースエンジニアリング等によるセキュリティ情報、通信内容、アクセス先などの解読を防止し、高いセキュリティレベルを実現するようにしている。
なお、バイナリーコードは、公知のように、Ｃ言語やＢａｓｉｃ言語等の高級言語で作成されたソフトウェアをソースプログラムとし、これをコンパイルおよびリンクして、ＣＰＵ１３１が処理できるように変換した「０」と「１」の組み合わせからなるプログラムである。
【００３８】
ＣＰＵ動作用プログラムには、ＩＣカード１７に格納されたデータへアクセスするのに必要な情報が含まれる。
具体的には、ＩＣカード１７の内部メモリへのアクセス手順を示す通信プログラムや、システムコード、サービスコード、ファイルシステム情報およびこれらにアクセスするのに必要な鍵などのセキュリティ情報を意味する。
なお、本実施の形態においては、上記ＣＰＵ動作用プログラムにリーダーライタ１６の有する個別の製造番号（ＩＤ）が上記セキュリティ情報の一部として埋め込まれており、通信と認証時に当該ＩＤを読み出すことができるようになっている。これにより、異なる組み合わせでの動作を防止し、セキュリティレベルの向上を図っている。
【００３９】
また、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３からＣＰＵモジュール１２へ発信される出力信号は、ＩＣカードモジュール１３が認識したＩＣカード１７の適否に関する信号として、当該システムにおけるＩＣカードの有効性の有無に関する信号のみから構成されている。認識したＩＣカードの有効性の有無を判断するための各種データもまた、動作プログラム格納メモリ１３２Ａに実行形式のプログラムで格納されている。
【００４０】
その結果、ＣＰＵモジュール１２側からは、ＩＣカードモジュール１３とリーダーライタ１６およびＩＣカード１７との間の通信の内容、更には、適正なカードとして判断されるためのデータの種類等は、一切、知ることができないようになっている。
これにより、たとえ第三者がＣＰＵモジュール１２のデバッグツールを用いてシステム内部での情報のやり取りを解読しようとしても、ＩＣカードモジュール１３内のセキュリティプログラムの中身を見ることはできない。
また、この実行形式のＣＰＵ動作用プログラムを暗号化して、メモリ１３２Ａに格納するようにすれば、更なるセキュリティレベルの向上を図ることができる。
【００４１】
なお、これに対して、ＣＰＵモジュール１２でカードの適否を判断するように構成することも可能である。
この場合、ＩＣカードモジュール１３は、カードの適否に関する信号として、当該適否の判断に必要なカードデータをＣＰＵモジュール１２へ供給するようにし、ＣＰＵモジュール１２の内部メモリにはカードの適否を判断するのに必要な各種データおよびその判断手法に関する手順を格納しておけばよい。
この例は、複数のリーダーライタを設置するようなアプリケーションで、ＩＣカードモジュール１３のソフトウェアを共通化できるという利点があり、カード適否の判断情報が第三者に知られても影響のないアプリケーションで特に有効である。
【００４２】
次に、ＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２における動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、図３に示すように、そのメモリ空間が２つの領域に分けられている。
このうち、一方のメモリ領域１３２Ａ１には、ＩＣカード１７の内部メモリに格納されたデータへのアクセス手順（通信手順、鍵の運用手順）に関するプログラムの実行ファイルや、カード適否判断に必要な各種データの実行ファイルが格納されている。
他方、メモリ領域１３２Ａ２には、そのアクセス手順を実行するのに必要な特定データ、すなわち、システムコード、ファイルシステム情報、サービスコード、鍵、対象とするリーダーライタ１６のＩＤ等のセキュリティデータの実行ファイルが格納されている。
【００４３】
メモリ１３２Ａを上記のような構成とすることにより、例えば特定の領域のみプログラムの変更が可能となり、ソフトウェアのバージョン管理などの煩雑な作業を軽減することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態のＩＣカード認識装置１によれば、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣによるＩＣカード利用システムを構築することができ、これにより、設置環境、故障の少なさ、信頼性、プログラミングの容易さなどで優れる種々のシステムに適用することができる。
特に、ＰＬＣを主体として構成されているので、システムのサイズを小さくすることができ、設置場所の自由度を広げることができる。
【００４５】
また、リーダーライタ１６の固有ＩＤをＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２内に埋め込んでいるので、ＩＣカードモジュール１３の誤用、異種リーダーライタの流用を防止して、より高いセキュリティレベルの構築を図ることができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。
なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００４７】
図４に示すように、本実施の形態のＩＣカード認識装置２は、上述の第１の実施の形態において説明したＰＬＣ制御ユニット３１に、Ｉ／Ｏモジュール１５が付加された構成のＰＬＣ制御ユニット３２を備えている。
【００４８】
Ｉ／Ｏモジュール１５は、バス部１４を介して、扉や通用門１８等の開閉、音声合成ユニット１９に対する指示等に必要な信号、および、各種スイッチやセンサ２０の検出信号を、ＣＰＵモジュール１２に対して入出力するように構成されている。
【００４９】
本実施の形態のＩＣカード認識装置２の詳細を、図５に示す作用フローを参照しながら本実施の形態の作用と併せて説明する。
本実施の形態では、例えば、屋外に設置された企業の通用門（扉）の入退出管理システムに本発明を適用した例について説明する。
【００５０】
電源モジュール１１から各モジュール１２〜１４へ電源が投入され、ＩＣカードモジュール１３にリーダーライタ１６が接続されると、ＩＣカードモジュール１２はリーダーライタ１６の認証処理を行う（ステップＳ１）。
【００５１】
このリーダーライタの認証処理においては、ＩＣカードモジュール１３において以下の処理が行われる。
ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２からリーダーライタ１６の認証に必要な手順プログラムおよび鍵データを読み出してこれを実行し、ドライバ・レシーバ１３３（図２）を介してリーダーライタ１６と通信を行う。
リーダーライタ１６の有効性に関する判定は、リーダーライタ１６の製造番号や製造年月日等の固有ＩＤを読み出し、これがＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２（動作プログラム格納メモリ１３２Ａ）に埋め込まれたデータと一致するか否かに基づいて行われる（ステップＳ２）。
【００５２】
認証の結果、リーダーライタ１６がシステムに適さないものであると判定されると、例えば、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ３）。警告装置の作動としては、例えば、回転灯を作動させて異常を知らせる、ブザーで警告音を出す、音声合成ユニット１９でエラーメッセージを出す、同時にシステム運用元の警備室などに警告する等がある（以下、ステップＳ８においても同様）。
一方、リーダーライタ１６がシステムに適合する有効なものであると判定されると、システムの動作が開始される（ステップＳ４）。
【００５３】
最初、門（扉）１８は閉じられている。リーダーライタ１６は、ＩＣカードモジュール１３からの指示に基づいて所定周期でポーリング信号を発し、ＩＣカード１７の有無の検出動作を行う（ステップＳ４）。
リーダーライタ１６にＩＣカード１７がかざされ、ＩＣカードモジュール１３がＩＣカード１７を認識すると、当該ＩＣカード１７の認証処理を行う（ステップＳ５）。
ここで、ＩＣカード１７に関しては、例えば、社員が携帯する社員証や、来客カードあるいは入門証等として製作されたものが適用される。
【００５４】
ＩＣカード１７の認証は、リーダーライタ１６とＩＣカード１７との間の通信によって読み出されたＩＣカード１７の識別データに基づいて行われる。
リーダーライタ１６によるＩＣカード１７との通信動作は、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１が、メモリ１３２からＣＰＵ動作用プログラムのうちＩＣカード１７の認証に必要な実行形式の手順プログラムおよび認証鍵データを取得、実行し、その結果生成される指示信号に基づいて行われる。
一方のＩＣカード１７もまた、内蔵するチップ内のＣＰＵがリーダーライタ１６へ情報を提供するのに適したものであるかどうかの判断がなされる。
これらの相互認証を経て初めてデータの授受が開始されるようになっており、当該入退出管理システムおよびＩＣカード１７の双方の高度なセキュリティレベルが確保される。
【００５５】
認証の結果、ＩＣカード１７が有効なものであるとの判定がなされると、当該社員が入場の資格があるか否かを判定するために、この判定に必要なデータの読み出しが行われる（ステップＳ７）。
一方、認証の結果、ＩＣカード１７が有効なものでない場合、例えば、対象外のＩＣカードや、認証に必要なデータの読み出しが不可能なＩＣカードである場合には、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ８）。
【００５６】
ステップＳ７では、カード携帯者が入場できる資格のある者か否かを判断するための情報が、当該ＩＣカード１７から読み出される。
入場資格は適宜設定可能であり、例えば、カード発行時に格納される入場予定日、入場予定時間等が該当する。
入場資格に関するデータは、ＩＣカード１７内のメモリ空間に設定された階層構造の所定ファイル内に格納されている。当該ファイルへのアクセスの際は、ＣＰＵ動作用プログラムのなかからシステムコード、サービスコード、ファイルシステム情報およびこれらの鍵情報等が読み出される。
【００５７】
入場資格の有無の判断は、ＩＣカードモジュール１３が、上記の入場資格に関するデータに基づいて行う（ステップＳ９）。入場資格があると判定されると、入場時刻等の各種データが必要に応じてＩＣカード１７へ書き込まれ、開門制御が行われる（ステップＳ１０，１１）。一方、例えば時間外の入場である等の理由で、入場資格がないと判断されると、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ８）。
【００５８】
ステップＳ１１において、門（扉）１８の開門制御は、ＣＰＵモジュール１２によって行われる。ＣＰＵモジュール１２は、ＩＣカードモジュール１３から供給された入場許可に関する信号に基づいて、開門のための制御信号を生成しこれを門（扉）１８へ出力する。このとき、入場者に対して入場の許可をアナウンスするための制御信号も生成し、これを音声合成ユニット１９へ供給する。
【００５９】
本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２に格納されたＣＰＵ動作用プログラムが実行形式で書かれており、また、ＩＣカードモジュール１３からＣＰＵモジュール１２へ供給される信号が、ＩＣカード１７の有効性の有無に関する信号だけであるので、入退出管理システムの高いセキュリティレベルを実現することができる。
【００６０】
なお、ＩＣカード１７の有効性の判断をＣＰＵモジュール１２が行うように設定されたアプリケーションにあっては、ステップＳ７で読み出されたカードデータが「ＩＣカードの適否に関する信号」としてＣＰＵモジュール１２へ供給される。
【００６１】
開門してから所定時間経過した後、ＣＰＵモジュール１２から閉門のための制御信号が門（扉）１８へ出力されて、閉門される（ステップＳ１２，１３）。
なお、ＣＰＵモジュール１２には、門（扉）１８に設置されたスイッチあるいはセンサ２０の検出信号が入力されるようになっており、これらの信号に基づいて門（扉）１８の開閉動作確認が行われる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図６および図７は、本発明の第３の実施の形態を示している。なお、図において上述の第１，第２の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６３】
図６に示すように、本実施の形態のＩＣカード認識装置３は、上述の第２の実施の形態において説明したＰＬＣ制御ユニット３２に、ネットワークモジュール２１が付加された構成のＰＬＣ制御ユニット３３を備えている。
このネットワークモジュール２１は、ＣＰＵモジュール１２を介して、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間で通信可能な環境を構築している。
【００６４】
ネットワークモジュール２１は、当該ＰＬＣ制御ユニット３３を回線２３を介してホストコンピュータ等の外部コンピュータ２２へ接続している。回線２３の構成は特に限定されないが、本実施の形態では、有線・無線ＬＡＮ（Local Area
Network）で構成されている。
【００６５】
以下、本実施の形態のＩＣカード認識装置３の一作用について、図７を参照して説明する。上述の第２の実施の形態と同様に、本実施の形態では、屋外に設置された企業の通用門（扉）の入退管理システムに本発明を適用した例について説明する。
ここで、図７は、ＩＣカード認識装置３の作用を説明するフロー図である。図において、図５と対応するステップには同一の符号を付しており、ここではその説明を省略する。
【００６６】
本実施の形態では、ステップＳ７においてＩＣカード１７から入場資格を判定するのに必要なデータを読み出した後、ネットワークモジュール２１および回線２３を通じて、当該読み出したデータをホストコンピュータ２２のデータベースに格納されたデータと照会する工程を有している（ステップＳ７’）。
【００６７】
ステップＳ７’は、例えば、ＩＣカードモジュール１３がホストコンピュータ２３にアクセスして入場予定の記録の有無等を確認するためのもので、ＩＣカードモジュール１３内のデータからでは入場資格を有さないと判断される者であっても、その場で、入場許可を出せるようにしている。
【００６８】
また、本実施の形態では、必要に応じて、入場許可が出された者に関する所定の情報をホストコンピュータ２２へ供給するようにしている（ステップＳ１１’）。これにより、入退記録のチェックや、入退出の統計的な処理を行うことができる。
【００６９】
本実施の形態において、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間の信号の授受は、ＣＰＵモジュール１２を介して行われる。このとき、ＣＰＵモジュールから、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間の通信内容が見えてしまうと、高度なセキュリティレベルを保つことができなくなる。
【００７０】
この場合、各セキュリティ情報をまとまりとして暗号化する。そして、暗号化されたまとまりを、ＣＰＵモジュール１２経由で外部コンピュータ２２へ渡し、外部コンピュータ２２から必要な情報を取得した後、再び暗号化し、ＣＰＵモジュール１２を介してＩＣカードモジュール１３が受け取り、ＩＣカードモジュール１３の内部で情報を復号する。
これにより、ＰＬＣのソフトウェア解析では、システム固有の情報が得られないようにすることができる。
【００７１】
さらに、ネットワークモジュール２１を有する本実施の形態のＩＣカードモジュール３は、ＩＣカードモジュール１３の動作プログラムを、外部コンピュータ（この場合、開発用コンピュータ）２２から複数のＩＣカード認識装置へ同時にダウンロードすることが可能である。
すなわち、回線２３およびネットワークモジュール２１を経由して、ＩＣカードモジュール１２へ動作プログラムのダウンロード（メモリ１３２への書き込み）を可能として、ＩＣカード認識装置３と開発用コンピュータ２２とが物理的に離れた環境下であっても、時間的、地理的な制約を軽減することができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１２の動作プログラム格納メモリ１３２Ａを図３に示したように２つの領域１３２Ａ１，１３２Ａ２に分けて構成しているので、例えば、領域１３２Ａ２に格納されているＩＣカード１７のセキュリティデータを変更することなく、領域１３２Ａ１に格納されたＣＰＵ動作プログラムのみを更新することが可能となる。
【００７３】
なお、メモリ１３２Ａに格納されているＣＰＵ動作用プログラムは、実行形式のプログラムで格納されているので、アップロードして情報の内容を解読することは不可能であり、したがって、高いセキュリティレベルが損なわれることはない。
【００７４】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７５】
例えば以上の第３の実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３へプログラムを書き込むのに、ネットワークモジュール２１を介して行うようにしたが、プログラムの書き込みは上記の方法に限られない。
例えば、ネットワークモジュール２１を有しない例えば第１の実施の形態のＩＣカード認識装置１の構成例では、図８に示すように、ＣＰＵモジュール１２と開発用コンピュータ２２との間に専用線２４を接続して、個々にプログラムのダウンロードを行うことも可能である。
【００７６】
また、以上の第２，第３の実施の形態では、門（扉）の入退場管理システムに本発明を適用した例についてそれぞれ説明したが、これだけに限らない。すなわち、セキュリティレベルの確保が必要な例えば金銭の収支を電子的に行う機能を備えたシステムに対しても本発明は適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＩＣカード認識装置によれば、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＩＣカード認識装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＩＣカード認識装置１を構成するＩＣカードモジュール１３の内部構造を示すブロック図である。
【図３】図２に示したＩＣカードモジュール１３の内部メモリの一部の構成を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるＩＣカード認識装置２の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したＩＣカード認識装置２の一作用を説明するフロー図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるＩＣカード認識装置３の全体構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示したＩＣカード認識装置３の一作用を説明するフロー図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例を説明するブロック図である。
【図９】従来のＩＣカードシステムの概略図であり、Ａはコンピュータを用いたＩＣカードシステムを示し、ＢおよびＣはＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを示している。
【符号の説明】
１〜３…ＩＣカード認識装置、１１…電源モジュール、１２…ＣＰＵモジュール、１３…ＩＣカードモジュール、１４…バス部、１５…Ｉ／Ｏモジュール、１６…リーダーライタ、１７…ＩＣカード、１８…門（扉）、２１…ネットワークモジュール、２２…外部コンピュータ、２３…回線、１３２…ＩＣカードモジュール１３の内部メモリ、３１〜３３…ＰＬＣ制御ユニット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＩＣカードを利用した入退出管理システムに適用されるＩＣカード認識装置に関し、更に詳しくは、高度なセキュリティレベルを備えたＩＣカード認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードリーダーライタと非接触ＩＣカードとを使用して、さまざまな情報のやり取りを行うＩＣカードシステムが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−１０１５５１号公報には、所定の識別データを記憶させたＩＣカードを入退出者に携帯させるとともに、ＩＣカードリーダーライタを部屋等のドアや入口付近に設置しておき、入退出の際に、ＩＣカードの識別データをリーダーライタに読み取らせ、適正な識別データであると判断した場合に限り、入室や通過等を許可しドアやゲートを開けるという動作を行わせる入退出管理システムが開示されている。
【０００４】
このような入退出管理システムにおいては、コンピュータを構成要件とするＩＣカード認識装置で構成されているのが一般的である。
すなわち、例えば図９Ａに示すように、コンピュータ５３の内部メモリには、ＩＣカードに格納されている識別データへのアクセスに必要な動作手順を表すプログラムが記憶され、当該プログラムを実行することによって、リーダーライタ５１を介してＩＣカードの識別データを読み出し、必要に応じてデータベース５２への照会も行いながら、読み出した識別データの適否を判定するようにしている。
【０００５】
ところが、このようなＩＣカード認識装置を屋外に設置することは、ハードディスク等のように故障し易いパーツが含まれるコンピュータ５３を屋外の環境下に晒すことになるので、信頼性の点で問題がある。
【０００６】
一方、コンピュータの代わりに、「シーケンサ」の呼称で知られるプログラマブルコントローラ（ＰＣ）あるいはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を用いてＩＣカード認識装置を構成することが考えられる。ＰＬＣは、耐環境性に優れ故障等の問題が少なく、またデバッグ性に優れるためにシステムの変更に容易に対応することができる等という特長を有しているからである。
【０００７】
公知のように、ＰＬＣは、メモリ部と、ＣＰＵ部と、入出力部と、電源部とを備え、ネットワーク対応のものではこれに通信部が備え付けられる。ＰＬＣは、上記各部をひとつのハウジングに収容した一体型と、上記各部をモジュールにして組み合わせたビルディングブロック型とが知られている。
【０００８】
そこで、ＰＬＣを用いてＩＣカード認識装置を構成する場合、ＰＬＣの通信部（通信モジュール）をＩＣカードとの通信手段として利用することができる。
図９Ｂに示すＰＬＣ制御ユニット５４は、ＩＣカードへのアクセスに必要な動作プログラムをＣＰＵモジュール５４Ａに格納し、汎用の通信モジュール５４Ｂを使ってＩＣカードとの通信を行うようにした例を示している。
また、図９Ｃに示すＰＬＣ制御ユニット５５は、ＩＣカードへのアクセスに必要な動作プログラムを、ＣＰＵモジュール５５Ａの動作プログラムとは異なる他の高級言語で作成し、これを通信モジュール５５Ｂに格納して動作させるようにした例を示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９Ｂおよび図９Ｃに示したＩＣカード認識装置においては、いずれも、ＰＬＣ制御ユニットのデバッグ環境下において、ＩＣカードへのアクセスに必要なプログラム（アクセス手順情報およびアクセスデータ情報）が容易に解読される危険性があるという問題がある。
【００１０】
すなわち、ＰＬＣ制御ユニットの動作プログラムは一般的に、デバッグが容易なソフトウェアで作成されているために、デバッグツールを用いて、プログラムを読み出し、解析することで、通信内容が簡単に判ってしまう。これによりセキュリティレベルを確保できなくなるという問題がある。
【００１１】
ＩＣカードは、本来的に、磁気カード等の他のデータ担持カードに比べて格納データの秘匿性に関する信頼性が非常に高い。そこで、近年、上記のようなセキュリティシステムへのＩＣカードの適用が進められているが、ＰＬＣを単にコンピュータの代わりに用いるだけの構成では、システムのセキュリティレベルを確保することができなくなる。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムにおいて、そのセキュリティレベルを確保することができるＩＣカード認識装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のＩＣカード認識装置は、非接触型のＩＣカードに格納された識別データの読み出しを行うカードリーダ部と、カードリーダ部とＩＣカードとの間の通信により取得した識別データに基づいて当該ＩＣカードを認証する制御ユニットとを備えたＩＣカード認識装置であって、制御ユニットは、ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラム及びこの動作プログラムの実行に必要なセキュリティ情報を少なくとも格納する記憶部と、上記動作プログラムを実行し、上記識別データに基づいてＩＣカードの認証を行うＣＰＵとを備えるカード認証部と、カードリーダ部及びカード認証部の動作を制御する制御部とを含み、ＩＣカードに格納された識別データへのアクセスに必要な動作プログラム及びＩＣカードのセキュリティ情報は、上記ＣＰＵの実行形式のファイルとして格納され、カード認証部は、ＩＣカードの認証処理の結果に応じた当該ＩＣカードの適否を示す信号のみを制御部へ出力する。
【００１４】
ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラム及びその動作プログラムの実行に必要なセキュリティ情報が、カード認証部の記憶部に、ＩＣカードの認証を行うＣＰＵの実行形式のファイルとして格納されているので、セキュリティ情報の解読を防止し、高いセキュリティレベルを実現するようにしている。
なお、この実行形式の動作プログラムを暗号化しておけば、更にセキュリティレベルの向上を図ることができる。
また、カード認証部は、ＩＣカードの認証処理の結果に応じた当該ＩＣカードの適否を示す信号のみを制御部へ出力するため、制御部用ソフトウェアからのセキュリティ情報へのアクセスを不可能とし、高いセキュリティレベルを確保する。
【００１５】
「ＩＣカードの適否を示す信号」としては、例えば、ＩＣカードが有効なものであるか否かを示す信号や、カードの適否を判断するためにカードから読み出された情報等が含まれる。前者は、カードの適否の判断をカード認証部で行う場合に対応し、後者は、カードの適否の判断を制御部で行う場合に対応する。
【００１６】
本発明では、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣによるＩＣカード利用システムを構築することができ、設置環境、故障の少なさ、信頼性、プログラミングの容易さなどで優れる種々のシステムに適用できるようにしている。特に、ＰＬＣを主体として構成されているので、システムのサイズを小さくすることができ、設置場所の自由度を広げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態によるＰＬＣを用いたＩＣカード認識装置１の構成を示すブロック図である。
ＩＣカード認識装置１は、ＩＣカードリーダーライタ部１６と、電源モジュール１１と、ＣＰＵモジュール１２と、ＩＣカードモジュール１３と、電源モジュール１１、ＣＰＵモジュール１２及びＩＣカードモジュール１３の間を連結するバス部１４とを備えている。
【００１９】
電源モジュール１１は、ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖの商用電源から、ＩＣカード認識装置１の動作用電源に変換し、バス部１４を介して各モジュールへ供給する。
【００２０】
ＣＰＵモジュール１２は、プログラマブルロジックコントローラ（あるいはプログラマブルコントローラ）のＣＰＵ部で構成され、本発明に係る「制御部」に対応する構成要素である。
ＣＰＵモジュール１２は、内部にメモリを備え、ＩＣカード認識装置１全体の動作を管理するとともに、上記メモリに格納されたシーケンスラダーソフトを実行する。
【００２１】
ＩＣカードモジュール１３は、本発明に係る「カード認証部」に対応する構成要素である。
ＩＣカードモジュール１３は、これに接続されるＩＣカードリーダーライタ部（以下、「リーダーライタ」という。）１６との通信動作を行い、ＩＣカード１７に格納された識別データへのアクセスに必要な動作手順を実行し、システムに必要な情報の読み出し／書き込みを実現する。
ＩＣカードモジュール１３は、ＩＣカード１７の認証を行うとともに、ＩＣカード１７に格納された識別データを読み出し、カードの適否を示す信号のみをＣＰＵモジュール１２へ供給するようになっている。
【００２２】
バス部１４は、各モジュール１１〜１３を機械的に保持するともに、各モジュール間での電源および信号のやり取りを行う。
【００２３】
以上、これら電源モジュール１１、ＣＰＵモジュール１２およびＩＣカードモジュール１３、バス部１４により、本発明の「制御ユニット」に対応するＰＬＣ制御ユニット３１が構成される。
【００２４】
次に、本発明に係るＩＣカードモジュール１３の詳細について説明する。
【００２５】
図２は、ＩＣカードモジュール１３の内部構造を示すブロック図である。
ＩＣカードモジュール１３は、ＣＰＵ（中央処理演算装置）１３１と、ＣＰＵ１３１が実行するカードアクセスに必要な手順及びデータを含むプログラムが格納されたメモリ１３２と、リーダーライタ１６とのシリアル通信を行うための伝送路用ドライバ・レシーバ１３３と、機能の状態を示す表示器１３４と、モジュール間接続用のバスインターフェース１３５とを備えている。
【００２６】
ドライバ・レシーバ１３３は、ＲＳ４２２・ＲＳ４８５仕様に基づく伝送路用ドライバ・レシーバで構成される。
表示器１３４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、動作状態を表示する。シーケンスラダーソフトがない状態においても、ＩＣカードリーダーライタ１６との接続状況をモニタしてリーダーライタ１６との接続確認ができるようになっており、システム立ち上げ時、トラブル時の対応を容易にしている。
バスインターフェース１３５は、バス部１４経由でやり取りされる電源と信号の物理的接続と、ＣＰＵモジュール１２との論理的な中継を行う。
【００２７】
メモリ１３２は、ＣＰＵ１３１の動作プログラム格納メモリ１３２Ａと、ＣＰＵ動作用メモリ１３２Ｂと、ＣＰＵモジュール１２とのインターフェース用メモリ１３２Ｃ等により構成される。なお、動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、本発明に係る「記憶部」に対応する。
【００２８】
動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、例えばフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で構成される。ＣＰＵ１３１の動作用プログラムは、ＩＣカード１７に格納されたデータへのアクセスに必要な情報を表すソフトウェアである。
ＩＣカードモジュール１３がＩＣカード１７の有効性を判断するように構成される場合は、その判断の材料（カードから読み出したデータと照合される各種データ）はこの動作プログラム格納メモリ１３２Ａに格納される。そして、カードの認証結果だけをＣＰＵモジュール１２へ供給する。
【００２９】
ＣＰＵ動作用メモリ１３２Ｂは、例えば、ＰＬＣのＣＰＵモジュール１２とのアクセスに必要なプログラム等、カードアクセス時のセキュリティ情報以外のＣＰＵ動作プログラムが格納されている。
【００３０】
インターフェース用メモリ１３２Ｃは、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１とＰＬＣのＣＰＵモジュール１２とが互いに信号およびデータのやり取りを行うためのもので、このメモリ１３２Ｃを介して、ＣＰＵモジュール１２から“ポーリング開始”などのコマンドが発行されたり、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１から、カードの認証結果やカードから読み出した情報がＣＰＵモジュール１２へ返される。
【００３１】
ここで、ＩＣカード１７は、非接触ＩＣカードで構成され、通信用のアンテナと、カード固有の識別データを格納した半導体メモリが内蔵されている。
なお、本実施の形態では、ＩＣカード１７として、例えばソニー社製の非接触ＩＣカード「ＦｅｌｉＣａ」（商標）が用いられる。
【００３２】
ＩＣカード１７は、高いセキュリティを実現するために、以下のように構成されている。
【００３３】
ＩＣカード１７を使ったシステムには、そのアプリケーション毎に固有の番号が割り振られる。このシステム固有番号を「システムコード」という。ここで、アプリケーションとは、例えば自転車置き場の入退場システムなど、実際に使用されるものを指している。
ＩＣカード１７は、識別データを格納するためのメモリ空間を有し、このメモリ空間内部の構造を「ファイルシステム」という。ユーザが独自のファイルシステムを取ることで、ＩＣカード内は製造者にも解らない内容となる。
ＩＣカード１７のメモリ内の特定の情報にアクセスするためには、「サービスコード」が必要である。
これらシステムコード、サービスコード、ファイルシステムには、それぞれアクセスするための「鍵」が必要とされる。
【００３４】
このように、ＩＣカード内メモリのある領域にアクセスするためには、そのシステムコード、ファイルシステム情報、サービスコード、各種鍵を含むセキュリティ情報を知る必要があるために、磁気カード等の他のデータ担持カードに比べて高いセキュリティが実現されることになる。
【００３５】
一方、ＣＰＵモジュール１２は、一般に、設置環境に関係なく機器の信頼性に非常に優れ、ソフト開発、デバッグが容易なシステムであり、デバッグツールを用いたシステムの解読を容易に行うことができるようになっている。
したがって、単に、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを構築しても、ＰＬＣを介して内部の通信の内容が容易に第三者に理解されるおそれがあり、ＩＣカードが本来的に有する高いセキュリティレベルを保つことができなくなる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３を以下のように構成することによって、ＩＣカード１７のセキュリティレベルを確保し、システムのセキュリティに対する信頼性を実現するようにしている。
【００３７】
すなわち、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３の動作プログラム格納メモリ１３２Ａに格納されるＣＰＵ動作用プログラムは、バイナリーコードあるいはマシン語等の実行形式のプログラムのみで構築されており、そのソースプログラムは格納されていない。これにより、リバースエンジニアリング等によるセキュリティ情報、通信内容、アクセス先などの解読を防止し、高いセキュリティレベルを実現するようにしている。
なお、バイナリーコードは、公知のように、Ｃ言語やＢａｓｉｃ言語等の高級言語で作成されたソフトウェアをソースプログラムとし、これをコンパイルおよびリンクして、ＣＰＵ１３１が処理できるように変換した「０」と「１」の組み合わせからなるプログラムである。
【００３８】
ＣＰＵ動作用プログラムには、ＩＣカード１７に格納されたデータへアクセスするのに必要な情報が含まれる。
具体的には、ＩＣカード１７の内部メモリへのアクセス手順を示す通信プログラムや、システムコード、サービスコード、ファイルシステム情報およびこれらにアクセスするのに必要な鍵などのセキュリティ情報を意味する。
なお、本実施の形態においては、上記ＣＰＵ動作用プログラムにリーダーライタ１６の有する個別の製造番号（ＩＤ）が上記セキュリティ情報の一部として埋め込まれており、通信と認証時に当該ＩＤを読み出すことができるようになっている。これにより、異なる組み合わせでの動作を防止し、セキュリティレベルの向上を図っている。
【００３９】
また、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３からＣＰＵモジュール１２へ発信される出力信号は、ＩＣカードモジュール１３が認識したＩＣカード１７の適否に関する信号として、当該システムにおけるＩＣカードの有効性の有無に関する信号のみから構成されている。認識したＩＣカードの有効性の有無を判断するための各種データもまた、動作プログラム格納メモリ１３２Ａに実行形式のプログラムで格納されている。
【００４０】
その結果、ＣＰＵモジュール１２側からは、ＩＣカードモジュール１３とリーダーライタ１６およびＩＣカード１７との間の通信の内容、更には、適正なカードとして判断されるためのデータの種類等は、一切、知ることができないようになっている。
これにより、たとえ第三者がＣＰＵモジュール１２のデバッグツールを用いてシステム内部での情報のやり取りを解読しようとしても、ＩＣカードモジュール１３内のセキュリティプログラムの中身を見ることはできない。
また、この実行形式のＣＰＵ動作用プログラムを暗号化して、メモリ１３２Ａに格納するようにすれば、更なるセキュリティレベルの向上を図ることができる。
【００４１】
なお、これに対して、ＣＰＵモジュール１２でカードの適否を判断するように構成することも可能である。
この場合、ＩＣカードモジュール１３は、カードの適否に関する信号として、当該適否の判断に必要なカードデータをＣＰＵモジュール１２へ供給するようにし、ＣＰＵモジュール１２の内部メモリにはカードの適否を判断するのに必要な各種データおよびその判断手法に関する手順を格納しておけばよい。
この例は、複数のリーダーライタを設置するようなアプリケーションで、ＩＣカードモジュール１３のソフトウェアを共通化できるという利点があり、カード適否の判断情報が第三者に知られても影響のないアプリケーションで特に有効である。
【００４２】
次に、ＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２における動作プログラム格納メモリ１３２Ａは、図３に示すように、そのメモリ空間が２つの領域に分けられている。
このうち、一方のメモリ領域１３２Ａ１には、ＩＣカード１７の内部メモリに格納されたデータへのアクセス手順（通信手順、鍵の運用手順）に関するプログラムの実行ファイルや、カード適否判断に必要な各種データの実行ファイルが格納されている。
他方、メモリ領域１３２Ａ２には、そのアクセス手順を実行するのに必要な特定データ、すなわち、システムコード、ファイルシステム情報、サービスコード、鍵、対象とするリーダーライタ１６のＩＤ等のセキュリティデータの実行ファイルが格納されている。
【００４３】
メモリ１３２Ａを上記のような構成とすることにより、例えば特定の領域のみプログラムの変更が可能となり、ソフトウェアのバージョン管理などの煩雑な作業を軽減することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態のＩＣカード認識装置１によれば、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣによるＩＣカード利用システムを構築することができ、これにより、設置環境、故障の少なさ、信頼性、プログラミングの容易さなどで優れる種々のシステムに適用することができる。
特に、ＰＬＣを主体として構成されているので、システムのサイズを小さくすることができ、設置場所の自由度を広げることができる。
【００４５】
また、リーダーライタ１６の固有ＩＤをＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２内に埋め込んでいるので、ＩＣカードモジュール１３の誤用、異種リーダーライタの流用を防止して、より高いセキュリティレベルの構築を図ることができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。
なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００４７】
図４に示すように、本実施の形態のＩＣカード認識装置２は、上述の第１の実施の形態において説明したＰＬＣ制御ユニット３１に、Ｉ／Ｏモジュール１５が付加された構成のＰＬＣ制御ユニット３２を備えている。
【００４８】
Ｉ／Ｏモジュール１５は、バス部１４を介して、扉や通用門１８等の開閉、音声合成ユニット１９に対する指示等に必要な信号、および、各種スイッチやセンサ２０の検出信号を、ＣＰＵモジュール１２に対して入出力するように構成されている。
【００４９】
本実施の形態のＩＣカード認識装置２の詳細を、図５に示す作用フローを参照しながら本実施の形態の作用と併せて説明する。
本実施の形態では、例えば、屋外に設置された企業の通用門（扉）の入退出管理システムに本発明を適用した例について説明する。
【００５０】
電源モジュール１１から各モジュール１２〜１４へ電源が投入され、ＩＣカードモジュール１３にリーダーライタ１６が接続されると、ＩＣカードモジュール１２はリーダーライタ１６の認証処理を行う（ステップＳ１）。
【００５１】
このリーダーライタの認証処理においては、ＩＣカードモジュール１３において以下の処理が行われる。
ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２からリーダーライタ１６の認証に必要な手順プログラムおよび鍵データを読み出してこれを実行し、ドライバ・レシーバ１３３（図２）を介してリーダーライタ１６と通信を行う。
リーダーライタ１６の有効性に関する判定は、リーダーライタ１６の製造番号や製造年月日等の固有ＩＤを読み出し、これがＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２（動作プログラム格納メモリ１３２Ａ）に埋め込まれたデータと一致するか否かに基づいて行われる（ステップＳ２）。
【００５２】
認証の結果、リーダーライタ１６がシステムに適さないものであると判定されると、例えば、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ３）。警告装置の作動としては、例えば、回転灯を作動させて異常を知らせる、ブザーで警告音を出す、音声合成ユニット１９でエラーメッセージを出す、同時にシステム運用元の警備室などに警告する等がある（以下、ステップＳ８においても同様）。
一方、リーダーライタ１６がシステムに適合する有効なものであると判定されると、システムの動作が開始される（ステップＳ４）。
【００５３】
最初、門（扉）１８は閉じられている。リーダーライタ１６は、ＩＣカードモジュール１３からの指示に基づいて所定周期でポーリング信号を発し、ＩＣカード１７の有無の検出動作を行う（ステップＳ４）。
リーダーライタ１６にＩＣカード１７がかざされ、ＩＣカードモジュール１３がＩＣカード１７を認識すると、当該ＩＣカード１７の認証処理を行う（ステップＳ５）。
ここで、ＩＣカード１７に関しては、例えば、社員が携帯する社員証や、来客カードあるいは入門証等として製作されたものが適用される。
【００５４】
ＩＣカード１７の認証は、リーダーライタ１６とＩＣカード１７との間の通信によって読み出されたＩＣカード１７の識別データに基づいて行われる。
リーダーライタ１６によるＩＣカード１７との通信動作は、ＩＣカードモジュール１３のＣＰＵ１３１が、メモリ１３２からＣＰＵ動作用プログラムのうちＩＣカード１７の認証に必要な実行形式の手順プログラムおよび認証鍵データを取得、実行し、その結果生成される指示信号に基づいて行われる。
一方のＩＣカード１７もまた、内蔵するチップ内のＣＰＵがリーダーライタ１６へ情報を提供するのに適したものであるかどうかの判断がなされる。
これらの相互認証を経て初めてデータの授受が開始されるようになっており、当該入退出管理システムおよびＩＣカード１７の双方の高度なセキュリティレベルが確保される。
【００５５】
認証の結果、ＩＣカード１７が有効なものであるとの判定がなされると、当該社員が入場の資格があるか否かを判定するために、この判定に必要なデータの読み出しが行われる（ステップＳ７）。
一方、認証の結果、ＩＣカード１７が有効なものでない場合、例えば、対象外のＩＣカードや、認証に必要なデータの読み出しが不可能なＩＣカードである場合には、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ８）。
【００５６】
ステップＳ７では、カード携帯者が入場できる資格のある者か否かを判断するための情報が、当該ＩＣカード１７から読み出される。
入場資格は適宜設定可能であり、例えば、カード発行時に格納される入場予定日、入場予定時間等が該当する。
入場資格に関するデータは、ＩＣカード１７内のメモリ空間に設定された階層構造の所定ファイル内に格納されている。当該ファイルへのアクセスの際は、ＣＰＵ動作用プログラムのなかからシステムコード、サービスコード、ファイルシステム情報およびこれらの鍵情報等が読み出される。
【００５７】
入場資格の有無の判断は、ＩＣカードモジュール１３が、上記の入場資格に関するデータに基づいて行う（ステップＳ９）。入場資格があると判定されると、入場時刻等の各種データが必要に応じてＩＣカード１７へ書き込まれ、開門制御が行われる（ステップＳ１０，１１）。一方、例えば時間外の入場である等の理由で、入場資格がないと判断されると、図示しない警告装置を作動させる（ステップＳ８）。
【００５８】
ステップＳ１１において、門（扉）１８の開門制御は、ＣＰＵモジュール１２によって行われる。ＣＰＵモジュール１２は、ＩＣカードモジュール１３から供給された入場許可に関する信号に基づいて、開門のための制御信号を生成しこれを門（扉）１８へ出力する。このとき、入場者に対して入場の許可をアナウンスするための制御信号も生成し、これを音声合成ユニット１９へ供給する。
【００５９】
本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３のメモリ１３２に格納されたＣＰＵ動作用プログラムが実行形式で書かれており、また、ＩＣカードモジュール１３からＣＰＵモジュール１２へ供給される信号が、ＩＣカード１７の有効性の有無に関する信号だけであるので、入退出管理システムの高いセキュリティレベルを実現することができる。
【００６０】
なお、ＩＣカード１７の有効性の判断をＣＰＵモジュール１２が行うように設定されたアプリケーションにあっては、ステップＳ７で読み出されたカードデータが「ＩＣカードの適否に関する信号」としてＣＰＵモジュール１２へ供給される。
【００６１】
開門してから所定時間経過した後、ＣＰＵモジュール１２から閉門のための制御信号が門（扉）１８へ出力されて、閉門される（ステップＳ１２，１３）。
なお、ＣＰＵモジュール１２には、門（扉）１８に設置されたスイッチあるいはセンサ２０の検出信号が入力されるようになっており、これらの信号に基づいて門（扉）１８の開閉動作確認が行われる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図６および図７は、本発明の第３の実施の形態を示している。なお、図において上述の第１，第２の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６３】
図６に示すように、本実施の形態のＩＣカード認識装置３は、上述の第２の実施の形態において説明したＰＬＣ制御ユニット３２に、ネットワークモジュール２１が付加された構成のＰＬＣ制御ユニット３３を備えている。
このネットワークモジュール２１は、ＣＰＵモジュール１２を介して、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間で通信可能な環境を構築している。
【００６４】
ネットワークモジュール２１は、当該ＰＬＣ制御ユニット３３を回線２３を介してホストコンピュータ等の外部コンピュータ２２へ接続している。回線２３の構成は特に限定されないが、本実施の形態では、有線・無線ＬＡＮ（Local Area
Network）で構成されている。
【００６５】
以下、本実施の形態のＩＣカード認識装置３の一作用について、図７を参照して説明する。上述の第２の実施の形態と同様に、本実施の形態では、屋外に設置された企業の通用門（扉）の入退管理システムに本発明を適用した例について説明する。
ここで、図７は、ＩＣカード認識装置３の作用を説明するフロー図である。図において、図５と対応するステップには同一の符号を付しており、ここではその説明を省略する。
【００６６】
本実施の形態では、ステップＳ７においてＩＣカード１７から入場資格を判定するのに必要なデータを読み出した後、ネットワークモジュール２１および回線２３を通じて、当該読み出したデータをホストコンピュータ２２のデータベースに格納されたデータと照会する工程を有している（ステップＳ７’）。
【００６７】
ステップＳ７’は、例えば、ＩＣカードモジュール１３がホストコンピュータ２３にアクセスして入場予定の記録の有無等を確認するためのもので、ＩＣカードモジュール１３内のデータからでは入場資格を有さないと判断される者であっても、その場で、入場許可を出せるようにしている。
【００６８】
また、本実施の形態では、必要に応じて、入場許可が出された者に関する所定の情報をホストコンピュータ２２へ供給するようにしている（ステップＳ１１’）。これにより、入退記録のチェックや、入退出の統計的な処理を行うことができる。
【００６９】
本実施の形態において、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間の信号の授受は、ＣＰＵモジュール１２を介して行われる。このとき、ＣＰＵモジュールから、ＩＣカードモジュール１３と外部コンピュータ２２との間の通信内容が見えてしまうと、高度なセキュリティレベルを保つことができなくなる。
【００７０】
この場合、各セキュリティ情報をまとまりとして暗号化する。そして、暗号化されたまとまりを、ＣＰＵモジュール１２経由で外部コンピュータ２２へ渡し、外部コンピュータ２２から必要な情報を取得した後、再び暗号化し、ＣＰＵモジュール１２を介してＩＣカードモジュール１３が受け取り、ＩＣカードモジュール１３の内部で情報を復号する。
これにより、ＰＬＣのソフトウェア解析では、システム固有の情報が得られないようにすることができる。
【００７１】
さらに、ネットワークモジュール２１を有する本実施の形態のＩＣカードモジュール３は、ＩＣカードモジュール１３の動作プログラムを、外部コンピュータ（この場合、開発用コンピュータ）２２から複数のＩＣカード認識装置へ同時にダウンロードすることが可能である。
すなわち、回線２３およびネットワークモジュール２１を経由して、ＩＣカードモジュール１２へ動作プログラムのダウンロード（メモリ１３２への書き込み）を可能として、ＩＣカード認識装置３と開発用コンピュータ２２とが物理的に離れた環境下であっても、時間的、地理的な制約を軽減することができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、ＩＣカードモジュール１２の動作プログラム格納メモリ１３２Ａを図３に示したように２つの領域１３２Ａ１，１３２Ａ２に分けて構成しているので、例えば、領域１３２Ａ２に格納されているＩＣカード１７のセキュリティデータを変更することなく、領域１３２Ａ１に格納されたＣＰＵ動作プログラムのみを更新することが可能となる。
【００７３】
なお、メモリ１３２Ａに格納されているＣＰＵ動作用プログラムは、実行形式のプログラムで格納されているので、アップロードして情報の内容を解読することは不可能であり、したがって、高いセキュリティレベルが損なわれることはない。
【００７４】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７５】
例えば以上の第３の実施の形態では、ＩＣカードモジュール１３へプログラムを書き込むのに、ネットワークモジュール２１を介して行うようにしたが、プログラムの書き込みは上記の方法に限られない。
例えば、ネットワークモジュール２１を有しない例えば第１の実施の形態のＩＣカード認識装置１の構成例では、図８に示すように、ＣＰＵモジュール１２と開発用コンピュータ２２との間に専用線２４を接続して、個々にプログラムのダウンロードを行うことも可能である。
【００７６】
また、以上の第２，第３の実施の形態では、門（扉）の入退場管理システムに本発明を適用した例についてそれぞれ説明したが、これだけに限らない。すなわち、セキュリティレベルの確保が必要な例えば金銭の収支を電子的に行う機能を備えたシステムに対しても本発明は適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＩＣカード認識装置によれば、高いセキュリティレベルを確保しながら、ＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＩＣカード認識装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したＩＣカード認識装置１を構成するＩＣカードモジュール１３の内部構造を示すブロック図である。
【図３】図２に示したＩＣカードモジュール１３の内部メモリの一部の構成を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるＩＣカード認識装置２の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したＩＣカード認識装置２の一作用を説明するフロー図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるＩＣカード認識装置３の全体構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示したＩＣカード認識装置３の一作用を説明するフロー図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例を説明するブロック図である。
【図９】従来のＩＣカードシステムの概略図であり、Ａはコンピュータを用いたＩＣカードシステムを示し、ＢおよびＣはＰＬＣを用いたＩＣカードシステムを示している。
【符号の説明】
１〜３…ＩＣカード認識装置、１１…電源モジュール、１２…ＣＰＵモジュール、１３…ＩＣカードモジュール、１４…バス部、１５…Ｉ／Ｏモジュール、１６…リーダーライタ、１７…ＩＣカード、１８…門（扉）、２１…ネットワークモジュール、２２…外部コンピュータ、２３…回線、１３２…ＩＣカードモジュール１３の内部メモリ、３１〜３３…ＰＬＣ制御ユニット。
Claims (6)
- 非接触型のＩＣカードに格納された識別データの読み出しを行うカードリーダ部と、
前記カードリーダ部と前記ＩＣカードとの間の通信により取得した前記識別データに基づいて前記ＩＣカードを認証する制御ユニットとを備えたＩＣカード認識装置であって、
前記制御ユニットは、
前記ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラム及び前記動作プログラムの実行に必要なセキュリティ情報を少なくとも格納する記憶部と、
前記動作プログラムを実行し、前記識別データに基づいて前記ＩＣカードの認証を行うＣＰＵとを備えるカード認証部と、
前記カードリーダ部及び前記カード認証部の動作を制御する制御部とを含み、
前記ＩＣカードに格納された識別データへのアクセスに必要な動作プログラム及び前記ＩＣカードのセキュリティ情報は、前記ＣＰＵの実行形式のファイルとして格納され、
前記カード認証部は、前記ＩＣカードの認証処理の結果に応じた前記ＩＣカードの適否を示す信号のみを前記制御部へ出力する
ことを特徴とするＩＣカード認識装置。 - 前記制御部は、外部装置からプログラム可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード認識装置。 - 前記カード認証部の記憶部に格納された実行形式の動作プログラムが、暗号化されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード認識装置。 - 前記カード認証部の記憶部は、
前記ＩＣカードに格納された識別データへのアクセス手順を実行する動作プログラムが格納された第１の記憶領域と、
前記ＩＣカードのセキュリティ情報が格納された第２の記憶領域とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード認識装置。 - 前記第２の領域には、前記カードリーダ部の固有ＩＤが格納されている
ことを特徴とする請求項４に記載のＩＣカード認識装置。 - 前記制御ユニットは、外部コンピュータとの間で情報の授受を行うためのネットワーク手段を備えており、
前記外部コンピュータから前記カード認証部の記憶部に対して、前記実行形式の動作プログラムがダウンロード可能とされている
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード認識装置。
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