JP4328599B2 - 電子チケット管理方法および電子チケット管理システム、並びに電子チケット管理システムを構成する電子チケットおよび電子チケット管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子チケット管理方法および電子チケット管理システム、並びに電子チケット管理システムを構成する電子チケットおよび電子チケット管理装置に関し、特に、ネットワークを経由して電子チケットを発券する電子チケット管理方法および電子チケット管理システム、並びに電子チケット管理システムを構成する電子チケットおよび電子チケット管理装置に関する。

近年、インターネットや携帯情報端末の普及に伴って、ＩＣカードや携帯情報端末に対してインターネットを経由して、チケットのデータを送信し、ＩＣカードや携帯情報端末に書き込むことにより電子チケットを発券するサービスが行われている。
また、サービス発行者システムが、秘密鍵を用いてチケットの電子署名を生成し、パスワードによって電子署名を暗号化し、チケットと電子署名を利用者端末へ提供し、公開鍵をサービス実施者システムへ提供し、代金回収者システムが、チケットに対する代金を回収した場合に、サービス発行者システムからパスワードを取得し、利用者端末へ提供し、サービス実施者システムが、利用者端末からチケットと電子署名とパスワードを取得し、パスワードによって電子署名を復号化し、復号化された電子署名に公開鍵を作用させてチケットの正当性を検証するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
このように、インターネットを介して電子チケットを発券する場合、偽造や変造防止のために、チケット情報に電子署名を施す場合がある。しかしながら、この電子署名を公共交通機関の乗車券に応用した場合、乗車前と降車後にそれぞれ乗車券に対して改札データの記録を行うが、乗車券に対して改札の都度、電子署名を施した改札データを記録すると、改札処理に時間を要し、利用者の利便性を著しく低下させるという問題があった。
また、特許文献１に記載の発明では、チケットに電子署名を施すことが記載されているが、電子署名を施したチケットデータと電子署名を施さないデータとを扱う場合には適用できないという問題があった。
特開２００３−６６８３６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、セキュリティを確保したまま自動改札機等での高速処理を可能とする電子チケットを用いたサービスを提供することができるようにするものである。

本発明の電子チケット管理システムは、プリペイドカードとして用いる電子チケットを管理する電子チケット管理システムであって、前記電子チケットは、電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有し、所定の利用者端末は、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第１の記録手段を備え、所定の管理装置は、所定の認証方法により、電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第２の記録手段を備え、前記利用者端末は、前記第１の記録領域に対する前記第１の金額情報の記録が可能であり、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が不可能であり、前記管理装置は、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が可能であり、前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額がプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、前記管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録手段によって前記第２の記録領域に記録され、所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録手段によって前記第１の記録領域に記録されることを特徴とする。
また、第２の記録手段は、前記電子チケットとの間で相互認証を行った後、前記電子チケットにアクセスし、前記第２の記録領域に対して前記第２の金額情報の記録を行うようにすることができる。
また、第１の金額情報は前記電子チケットの固有の識別番号を含むようにすることができる。
本発明の電子チケット管理装置は、電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有する電子チケットを用いて旅客の乗車および降車を管理する電子チケット管理装置であって、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記第１の記録領域に記録する第１の記録手段と、電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第２の記録手段とを備
え、前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額が前記電子チケットのプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、前記電子チケット管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録手段によって前記第２の記録領域に記録され、所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録手段によって前記第１の記録領域に記録されることを特徴とする。
また、第２の記録手段は、前記電子チケットとの間で相互認証を行った後、前記電子チケットにアクセスし、前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録するようにすることができる。
本発明の電子チケット管理方法は、電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有し、プリペイドカードとして用いる電子チケットを管理する電子チケット管理方法であって、所定の利用者端末は、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第１の記録ステップを備え、所定の管理装置は、電子署名が施された前記第１の
金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第２の記録ステップと、電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第３の記録ステップを備え、前記利用者端末は、前記第１の記録領域に対する前記第１の金額情報の記録が可能であり、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が不可能であり、前記管理装置は、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が可能であり、前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額がプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、前記管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録領域に記録され、所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録領域に記録されることを特徴とする。

本発明に係る電子チケット管理方法および電子チケット管理システム、並びに電子チケット管理システムを構成する電子チケットおよび電子チケット管理装置によれば、第１の記録領域には電子署名が施された第１のデータを記録して情報の改竄や偽造および変造を抑制するとともに、第２の記録領域に記録された第２のデータの改竄を抑制しつつその第２のデータへの高速アクセスが可能となり、利用者の利便性を高めることができる。また、プリペイドカードとして用いる場合、金額を複製することが無意味となり、偽造や変造等による不正行為を抑制することができる。

図１は、本発明を応用した電子チケットシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態は、ＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）カード１と、サーバ１０と、利用者端末２０と、電子チケット管理装置および管理装置としての改札機３０と、サーバ１０、改札機３０および利用者端末２０が接続されるネットワーク４０とから構成されている。

ＩＣカード１は、チケットデータを記憶するチケットデータ領域と、改札データを記憶する改札データ領域とを有するメモリ２と、メモリ２に対するチケットデータおよび改札データの読み込みおよび書き込み等を制御する制御部３と、利用者端末２０および改札機３０との間の通信を制御する通信制御部４と、図示せぬアンテナ等から構成されている。メモリ２は、いわゆる電子チケットとして機能する。

また、制御部３は、図示はしないが、制御プログラムや各種設定値を記憶するＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従って各種処理を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）等により構成されている。

また、サーバ１０は、各種処理を実行する制御部１１、通信を制御する通信制御部１２、各種データを記憶する記憶装置１３、各種データを表示する表示装置１４等を有するコンピュータによって構成されている。また、利用者端末２０は、各種処理を実行する制御部２１、ＩＣカード１との間の通信やネットワーク４０を介したサーバ１０との間の通信を制御する通信制御部２２、各種データを記憶する記憶装置２３、各種データを表示する表示装置２４等を有するコンピュータによって構成されている。また、改札機３０は、各種処理を実行する制御部３１、ＩＣカード１との間の通信やネットワーク４０を介したサーバ１０との間の通信を制御する通信制御部３２、各種データを記憶する記憶装置３３、各種データを表示する表示装置３４等を備えている。

チケットデータとは、例えば、乗車券、特急券、指定席券等のデータ、プリペイド金額等のデータである。改札データとは、改札機３０によって記録される改札記録であり、改札を通過した年月日と時刻、その改札が設置されている駅の名称、利用金額の合計等のデータからなる。チケットデータは、利用者端末２０の他に、図示せぬ券売機等によってもメモリ２のチケットデータ領域に対する書き込みおよび読み込みが可能である。改札データは、改札機３０のみによってメモリ２の改札データ領域に対する書き込みおよび読み込みが可能とされる。以下では、説明を簡単にするために、サーバ１０と利用者端末２０と改札機３０のみについて記載することにする。

次に、図２のフローチャートを参照して、乗車券等の電子チケットを発行するときの動作について説明する。まず最初に、ステップＳ１において、サーバ１０の制御部１１は、利用者端末２０からネットワーク４０経由で送信されてきた乗車券等の発行要求を通信制御部１２を介して受け付ける。

次に、ステップＳ２において、サーバ１０の制御部１１は、利用者端末２０からネットワーク４０経由で送信されてきた乗車券等の発行要求に応じた乗車券データを生成する。次に、ステップＳ３において、サーバ１０の制御部１１は、生成した乗車券データの電子署名を生成し、乗車券データに添付する。

次に、ステップＳ４に進み、ＩＣカード１の制御部３は通信制御部４を介して、利用者端末２０との間で、またはネットワーク４０経由でサーバ１０との間で、メモリ２のチケットデータを格納する記憶領域（チケットデータ領域）への記録のための相互認証を行う。

次に、ステップＳ５において、サーバ１０の制御部１１は、生成したチケットデータ（乗車券データ＋電子署名）を利用者端末２０経由でＩＣカード１に送信する。

次に、ステップＳ６において、ＩＣカード１の制御部３は、相互認証に通った相手から受信したチケットデータをメモリ２のチケットデータを格納する記憶領域（チケットデータ領域）に記録する。その後、本処理を終了する。

次に、図３のフローチャートを参照して、改札機３０の動作について説明する。まず最初に、ステップＳ１１において、改札機３０の制御部３１は、ＩＣカード１を検知すると、ＩＣカード１の制御部３との間で、メモリ２の改札データを格納する記憶領域（改札データ領域）に記録するための相互認証を行う。

相互認証が成功すると、次に、ステップＳ１２に進み、改札機３０の制御部３１は、ＩＣカード１に対して、メモリ２に格納されているチケットデータと改札データを送信するよう要求する。これに応答して、ＩＣカード１の制御部３は、メモリ２からチケットデータと改札データを読み出し、読み出したチケットデータと改札データを通信制御部４を介して改札機３０に送信する。

ステップＳ１３においては、改札機３０の制御部３１の制御下、通信制御部３２はＩＣカード１から送信されてきたチケットデータと改札データを受信し、制御部３１はこのチケットデータと改札データを一旦記憶装置３３に記憶させる。そして、受信したチケットデータと改札データに基づいて、乗車券である電子チケットの状態（例えば、残額や未使用の有効区間等）を計算によって求め、乗車券の有効性を判定する。

次に、ステップＳ１４において、改札機３０の制御部３１により、判定の結果がＯＫである（乗車券が有効である）か否かが判定される。その結果、ＯＫであると判定された場合、ステップＳ１５に進み、新しく改札データを生成する。次に、ステップＳ１６において、改札機３０の制御部３１は、通信制御部３２を介してステップＳ１５において生成した改札データをＩＣカード１に送信する。

次に、ステップＳ１７において、ＩＣカード１の制御部３は、ステップＳ１１において行われた相互認証を通った相手から受信した改札データを、メモリ２の改札データを格納する記憶領域（改札データ領域）に記録する。その後、本処理を終了する。また、ステップＳ１４において、判定の結果がＯＫではないと判定された場合、直ちに本処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態により、インターネット等のネットワーク４０を経由して発券されたチケットデータの改竄等の不正行為を防止するとともに、改札データの改竄を抑制しつつ改札機３０等での高速処理を可能とすることができ、利用者の利便性を高めることができる。

次に、ＩＣカード１をプリペイドカードとして使用する場合について説明する。ＩＣカード１のメモリ２のチケットデータ領域には、利用者端末２０によって金額Ｘを示すデータが記録される。また、メモリ２の改札データ領域には、改札機３０によって金額Ｙを示すデータが記録される。ＩＣカード１に所定の金額をチャージする場合、その金額の分だけメモリ２のチケットデータ領域に記録されている金額Ｘを示すデータの値を増加させる。即ち、利用者端末２０は、金額Ｘに所定の金額だけ加算して得られた新たな金額Ｘに対応するデータをチケットデータ領域に記録する。

一方、ＩＣカード１を用いて改札機３０を通過する場合、運賃や料金相当の金額分だけメモリ２の改札データ領域に記録されている金額Ｙを示すデータの値を増加させる。即ち、改札機３０は、金額Ｙに購入した金額だけ加算して得られた新たな金額Ｙに対応するデータを改札データ領域に記録する。金額Ｘから金額Ｙを差し引いた金額（Ｘ−Ｙ）がＩＣカード１をプリペイドカードとして使用可能な残額である。

ＩＣカード１のメモリ２のチケットデータ領域に記録される金額Ｘを示すデータには電子署名が施されており、このデータは利用者端末２０から書き込みが可能である。また、電子署名はサーバ１０が行い、サーバ１０において電子署名を施された金額Ｘを示すデータがネットワーク４０を介して利用者端末２０に送信される。一方、改札データ領域に記録される金額Ｙを示すデータは、上述した相互認証により、改札機３０によってのみ記録することができる。従って、残額（Ｘ−Ｙ）が０となったプリペイドカードとしてのＩＣカード１に金額Ｘの積み増しをして残額（Ｘ−Ｙ）を増やす場合、金額Ｘの値を増加させるしかなく、以前のデータ（金額Ｘのデータ）をコピーすることは無意味となる。

また、他のＩＣカード１のデータをコピーしたとしても、各ＩＣカード１に固有番号を持たせ、その固有番号と金額Ｘからなるデータに対して電子署名を施すようにすれば、コピーしたデータの電子署名から不正にコピーされたことが分かる。このように、ＩＣカード１をプリペイドカードとして利用する毎に金額Ｙを増加させて、金額Ｘから金額Ｙを差し引いた金額を残額とし、過去の金額Ｘのデータを無意味なものとすることにより、金額Ｙが所定金額に達した後は、ＩＣカード１の再利用を不可能とし、また、金額Ｘに対応するデータの複製を無意味なものとすることができる。これにより、ＩＣカード１の偽造や変造を抑制することができる。

なお、上記チケットデータは、チケット本体のデータ（乗車券）とチケット本体のデータから生成された電子署名とからなるが、セキュリティを保つために、チケット本体のデータにＩＣカード１の固有番号が含まれるようにするか、チケット本体のデータにＩＣカード１の固有番号を示すデータを追加したものから電子署名を生成するようにすることもできる。また、チケットセキュリティー向上のために、チケット本体のデータにチケットの識別番号が含まれるようにすることもできる。

また、上記実施の形態においては、ＩＣカード１を用いるようにしたが、携帯電話機等の携帯情報端末を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。

本発明を応用した電子チケットシステムの一実施の形態の構成例を示す図である。 乗車券発行時の処理手順を説明するためのフローチャートである。 改札機利用時の処理手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ＩＣカード
２ メモリ
３，１１，２１，３１ 制御部
４，１２，２２，３２ 通信制御部
１３，２３，３３ 記憶装置
１４，２４，３４ 表示装置
１０ サーバ
２０ 利用者端末
３０ 改札機
４０ ネットワーク

Claims (6)

1. プリペイドカードとして用いる電子チケットを管理する電子チケット管理システムであって、
   前記電子チケットは、電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有し、
   所定の利用者端末は、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第１の記録手段を備え、
   所定の管理装置は、所定の認証方法により、電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第２の記録手段を備え、
   前記利用者端末は、前記第１の記録領域に対する前記第１の金額情報の記録が可能であり、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が不可能であり、
   前記管理装置は、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が可能であり、
   前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額がプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、
   前記管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、
   前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録手段によって前記第２の記録領域に記録され、
   所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録手段によって前記第１の記録領域に記録される
   ことを特徴とする電子チケット管理システム。
2. 前記第２の記録手段は、前記電子チケットとの間で相互認証を行った後、前記電子チケットにアクセスし、前記第２の記録領域に対して前記第２の金額情報の記録を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子チケット管理システム。
3. 前記第１の金額情報は前記電子チケットの固有の識別番号を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子チケット管理システム。
4. 電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有する電子チケットを用いて旅客の乗車および降車を管理する電子チケット管理装置であって、
   電子署名が施された前記第１の金額情報を前記第１の記録領域に記録する第１の記録手段と、
   電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第２の記録手段とを備え、
   前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額が前記電子チケットのプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、
   前記電子チケット管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、
   前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録手段によって前記第２の記録領域に記録され、
   所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録手段によって前記第１の記録領域に記録される
   ことを特徴とする電子チケット管理装置。
5. 前記第２の記録手段は、前記電子チケットとの間で相互認証を行った後、前記電子チケットにアクセスし、前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する
   ことを特徴とする請求項４に記載の電子チケット管理装置。
6. 電子署名が施された第１の金額に対応する第１の金額情報が記録される第１の記録領域と、電子署名が施されていない第２の金額に対応する第２の金額情報が記録される第２の記録領域とからなるメモリを有し、プリペイドカードとして用いる電子チケットを管理する電子チケット管理方法であって、
   所定の利用者端末は、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第１の記録ステップを備え、
   所定の管理装置は、電子署名が施された前記第１の金額情報を前記電子チケットの前記第１の記録領域に記録する第２の記録ステップと、電子署名が施されていない前記第２の金額情報を前記第２の記録領域に記録する第３の記録ステップを備え、
   前記利用者端末は、前記第１の記録領域に対する前記第１の金額情報の記録が可能であり、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が不可能であり、
   前記管理装置は、前記第２の記録領域に対する前記第２の金額情報の記録が可能であり、
   前記第１の金額から前記第２の金額を差し引いた金額がプリペイドカードとして使用可能な残額とされ、
   前記管理装置は、前記残額を求めて前記電子チケットの有効性を判定し、
   前記残額を利用して所定金額の支払いをしたときは、前記第２の金額に支払いをした前記金額分を加算した金額を前記第２の金額とし、対応する前記第２の金額情報が前記第２の記録領域に記録され、
   所定の金額をチャージしたときは、前記第１の金額にチャージした前記金額分を加算した金額を前記第１の金額とし、対応する前記第１の金額情報が前記第１の記録領域に記録される
   ことを特徴とする電子チケット管理方法。
   

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