JP4554937B2

JP4554937B2 - レイヤー化ｓｉｍカード及びセキュリティ機能

Info

Publication number: JP4554937B2
Application number: JP2003568904A
Authority: JP
Inventors: ベルントメレル，; マティアスエスヴァイン，; リカルトスフェデンマルク，; エルマーキルヒナー，; ベルナルドスミーツ，; ミヒャエルボック，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: WO2003069922A2; WO2003069922A3; EP1486081A2; JP2005521928A; US20040026517A1; AU2003210252A1; US7240830B2

Description

本願は、同時係属中の２００２年２月１５日に出願された米国仮特許出願番号６０／３５７，２９１、２００２年７月２３日に出願された米国仮特許出願番号６０／４１２，７５６、２００２年７月２３日に出願された米国仮特許出願番号６０／４１２，７６３の優先権を主張するものである。

＜本発明の背景＞
本発明の技術分野
本発明は、一般的には、無線通信に関するものであり、より詳しくは、スマートカードと、無線電気通信システムに対する移動端末用のスマートカード及びセキュリティ機能システムに関するものである。

従来技術の説明
スマートカードは、セルラー電気通信システムの移動端末を介して、電子的なアクセス及び送信の少なくとも一方を許可するための、プライベート／シークレット（キー）情報の主要なセキュア（secure）キャリアである。現在のセルラー電気通信システムでは、ＳＩＭ（加入者アイデンティティモジュール）カードやＷＩＭ（ＷＡＰアイデンティティモジュール）カード、あるいそれらを組み合わせたＳＩＭ／ＷＩＭカードのようなスマートカードは、ユーザを識別して、そのユーザを、特定のトランザクション、例えば、電子購入にバインドするためのユーザ証明（及びキー）を安全に記憶するために使用される。これらのスマートカードは、特定のサービス／用途向けにプログラムされている、いわゆるＩＣＣ（集積回路カード）を有している。標準化インタフェース（電気的及び論理的の両方）を介して、移動端末は、スマートカードによって提供される情報及びサービスにアクセスすることができ、かつ所望のセキュリティ機能を提供することができる。

現在の移動端末は、無線接続を介して、セキュアエレクトロニックペイメント（secure electronic payment）サービス及び他のセキュアトランザクションのみをサポートする機能に制限されており、一般に、スマートカードは、プライベート／シークレット情報及び関連サービス（例えば、カード上のプライベート／シークレットキーを有するデータの電子的署名）のキャリヤとしてのみ使用されている。

将来的には、移動端末は、様々なスマートカードを取り扱わなければならなくなる。スマートカード上の情報の最低レベルのアクセスは、移動端末とスマートカード間の電気的接続を行う機械的な要素であり得る、あるいは無線あるいは光学的（例えば、赤外線）接続を行うシステムであり得る。ＡＰＩ（アプリケーションインタフェース）規格（例えば、ＷＩＭ仕様書で特定される規格）を守ることによって、移動端末ソフトウェアデベロッパーは、移動端末のセキュリティ機能がスマートカードへのアクセスを行うことができるドライバソフトウェアを構築することができる。残念なことに、あるＡＰＩ規格にはこれが存在せず、これは、カード機能を使用するためには、複数の構成のソフトウェアをもたらすことになる。このことは、コード記憶及びコード開発のコストを上げることになる。

また、移動端末のセキュリティに対する要求が増えているために、移動端末のプライベート／シークレットデータを処理する必要があり、かつそれは継続するものである。原理的には、移動端末のメイン処理回路をスマートカードのような開封防止（tamper resistant）装置に組み込むことは可能である。セキュリティ要求（例えば、専用シールド加工、開封検出メカニズム、信号リークを削減するための信号フローの再設計及びその類の要求）が増え続けていることは、メイン処理回路の完全なＡＳＩＣの設計及び生産プロセスに影響を与えているので、これは好適な選択ではない。

一般的に、スマートカードの機能のより広く期待される用途には、記憶リソースが節約され、かつ移動端末のコスト全体に著しく貢献する、移動端末の効率的なソフトウェア開発を可能にする効率的なシステム設計（ソフトウェアアーキテクチャ）の要求がある。

＜発明の要約＞
本発明は、無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードと、スマートカード及びセキュリティ機能システムを提供し、これは、総開発コストの削減する効率的な移動端末のソフトウェア設計を可能にする。

本発明に従う無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードは、少なくとも１つの機能ソフトウェアユニットに構成され、かつ上位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーから下位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーの順で配置される複数のソフトウェアレイヤーに構成されるソフトウェアと、かつ各ソフトウェアレイヤーの少なくとも１つのソフトウェアモジュールとを含む、ソフトウェアサービスコンポーネントを有している。また、スマートカードは、スマートカードによって提供される情報及びサービスへのアクセスを提供する手段を有している。

スマートカードの機能を実現するレイヤ化モジュラーソフトウェアアーキテクチャを提供することによって、総開発コストの削減を可能にし、移動端末の拡張の導入を容易にする、移動端末のより効率的なソフトウェア開発が提供されることが理解される。

本発明の実施形態に従うソフトウェアアーキテクチャは、標準ＩＳＯ／ＯＳＩ（ＩＳＯオープンシステムインターコネクション）モデルとは異なり、これには、複数の縦方向に分割された機能ソフトウェアレイヤーを補完する複数の水平に分割された機能ソフトウェアユニットを含んでいる。水平に分割することは、モジュラー（サービス）コンポーネント非依存の生成に著しく貢献する。

本発明の実施形態に従えば、スマートカードは、スマートカードのソフトウェアサービスコンポーネントのソフトウェアを利用するペイメントサーバアプリケーションを含んでいても良い、あるいはスマートカードは、ペイメントサーバアプリケーションを持たずに、移動端末によって直接制御されても良い。本発明の更なる実施形態に従えば、スマートカードは、移動端末に着脱可能に搭載されても良い、あるいはビルトインされても良い。

本発明の更なる効果及び詳細は、図面とともに以下で説明される詳細説明から明らかになるであろう。

＜本発明の詳細説明＞
図１は、本発明の実施形態に従う、セルラー電気通信システムのような無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードを概要的に示すブロック図である。例えば、ＳＩＭカード、ＷＩＭカードあるいはそれらを組み合わせたＳＩＭ／ＷＩＭカードで構成されるスマートカードは、通常は、参照番号１０によって示されるものであり、１つ以上のペイメントサービス１２（ペイメントサーバアプリケーションと称する）、インタフェースコンポーネント１４、ペイメントサーバアプリケーションによって使用されるソフトウェアサービスコンポーネント１６及びハードウェアコンポーネント１８を有している。

図１に示される実施形態では、３つのペイメントサーバアプリケーションと、エレクトロニックペイメントプラグインサーバアプリケーション２０、エレクトロニックペイメントジャバ（Java）サーバアプリケーション２２及びエレクトロニックペイメントネイティブ（naitive）サーバアプリケーション２４が提供されている。これらのペイメントサーバアプリケーションは、異なる実行環境で実現される。現在のスマートカードでは、１つのスマートカード（例えば、いわゆる、ジャバカードＩＣＣ）上に１つだけのの実行環境が存在している、しかしながら、将来のスマートカードは、異なる環境をサポートする機能を提供することが期待される。従って、本発明は、１つ以上のペイメントサーバアプリケーションを実現するための１つ以上の実行環境を有するスマートカードを含めることが意図されていることが理解されるべきである。

ソフトウェアサービスコンポーネント１６は、インタフェースコンポーネント１４を介して、ペイメントサーバアプリケーション１２にサービスを提供する複数の周知の構造の機能ソフトウェアユニットを有している。図１の実施形態では、複数の機能ソフトウェアユニットは、通信サービススタック３０、セキュリティサービススタック３２及びベーシックサービススタック３４を含む縦方向に並ぶ複数の機能ソフトウェアスタックを有している。

インタフェースコンポーネント１４は、ミドルウェアサービスレイヤーを有することが好ましく、これは、１つ以上のペイメントサーバアプリケーションに対する１つ以上のアプリケーションインタフェース（ＡＰＩ）を含んでいる。また、ミドルウェアサービスレイヤーは、１つ以上のインタフェースを介さずに、ペイメントサーバアプリケーション１２からスマートカードのソフトウェアサービスコンポーネント１６を分離するように機能する。従って、本発明のスマートカードを用いることで、ミドルウェアサービスレイヤーは、サーバプリケーションソフトウェアとソフトウェアサービスコンポーネントのソフトウェアを分離する。その結果、サーバプリケーションソフトウェアとソフトウェアサービスコンポーネントのソフトウェアは、別々に開発することができる。

図１に示されるように、上述の縦方向の機能ソフトウェアスタック３０、３２及び３４に組み込まれる、ソフトウェアサービスコンポーネント１６のソフトウェアは、サーバアプリケーションソフトウェアとともに、上位レベルサービスレイヤーから下位レベルサービスレイヤーの降順で配置される複数の水平レイヤーを定義するように、構成される。

レイヤー化アーキテクチャの最上位レベルレイヤー（トップレイヤー）は、１つ以上のペイメントサーバアプリケーション１２を有し、残りのレイヤーは、ソフトウェアサービスコンポーネントのソフトウェアレイヤーを有する。ソフトウェアサービスコンポーネントのソフトウェアは、複数のソフトウェアモジュール、例えば、モジュール４０及び４２に構成される。ソフトウェアサービスコンポーネント１６では、シングルモジュールを、１つの機能スタック内で、かつそのスタック内の１つの水平レイヤー内に配置することができる。各レイヤーは、１つ以上のモジュール、また、特定レイヤー内で、かつ同一レベルのアブストラクション（abstraction）を持つ特定の機能スタック内のすべてのモジュールを含むことができる。様々なモジュール間の通信は、４６で示されるようなソフトウェアバックプレーン（ＳｗＢＰ）を介して達成され、これは、モジュール対モジュールのアクセスに対する基本ルールのセットに従う。これらのルールは、以下のようにまとめることができる。

−ソフトウェアモジュールは、自身のレイヤーの下位のすべてのレイヤーインタフェースで機能を起動することができる。

−チャネルイベントあるいはデータストリームの指示に対する制限はない。これは、任意の指示を行える。

−ソフトウェアモジュールは、どのモジュールがレイヤーに属しているかに関係なく、自身のレイヤーの上位のレイヤーインタフェース内（ＳｗＢＰ内）で機能を決して起動することはない。

−ソフトウェアモジュールは、同列のスタック内の自身のレイヤー内のレイヤーインタフェースで機能を起動することができる。

−ソフトエアモジュールは、別の列のスタック内の同一レイヤー内のソフトウェアモジュールで機能を起動することができる（この機能は、その列のスタック内のいくつかのレイヤーに制限することができ、かつ最小に維持されることが好ましい。）。

ＳｗＢＰ内の様々なモジュールとインタフェース間の固定接続は存在しない。その結果、スマートカード内の他のモジュールに影響を与えることなく、モジュールを追加したり、削除したり、変更したりすることができる。

図１の実施形態では、通信サービススタック３０は、通信サービス、スマートカードプロトコルエンジン、論理ドライバ及び物理デバイスドライバを提供するためのモジュールを含んでいる。セキュリティサービススタック３２は、証明サービス、暗号サービス、パブリックキー暗号サービス及びシンメトリックキー暗号サービスを含むセキュリティ機能を提供するモジュールに加えて、論理ドライバ及び物理デバイスドライバを提供するモジュールを含んでいる（図１に示されるように、通信サービススタック及びセキュリティサービススタックにおける、論理ドライバモジュールと物理ドライバモジュール間の通信は、スマートカード内で必要とされるモジュールの総数を削減するために、異なるスタック内で存在するにもかかわらず、許容されている）。

ベーシックサービス機能スタック３４は、スマートカードコマンドエンジン、アクセスコントロール、オペレーティングシステムサービス、及びブートストラップサービスを提供するためのモジュールを含んでいる。

ハードウェアコンポーネント１８は、様々なＩＯハードウェアユニット、暗号ハードウェアユニット及び、メモリ及びメモリ管理に関連するハードウェアユニット、様々なタイマー、クロック及びセンサを含む複数のハードウェアユニットを有している。

図１に示される一例のスマートカードは、スマートカードの伝統的な用途をサポートしているだけでなく、ビルトイン（非リムーバル）コンポーネントである移動端末のスマートカード機能の用途を具現化したものである。

図２は、本発明の別の実施形態に従う、無線電気通信システムの移動端末用のレイヤー化モジュラースマートカード及びセキュリティ機能システムを概要的に示すブロック図である。図２の実施形態では、移動端末は、通常は、参照番号５０で示され、これは、リムーバルスマートカード５２及び５４と、ビルトインスマートカード５６を含む複数のスマートカードを含んでいる。図２の移動端末５０は、エレクトロニックペイメントアプリケーションソフトウェア６０と、ミドルウェアサービスレイヤー６４及びソフトウェアサービスコンポーネント６６を含む移動端末プラットホームアセンブリ６２を有するプラットホームシステムを含んでいる。図示されるように、ソフトウェアサービスコンポーネント６６は、レイヤー化モジュラー機能アーキテクチャで提供され、プラットホームシステム及びレイヤー化アーキテクチャの詳細は、これと併せて同時係属中の譲渡されている米国特許出願シリアル番号（代理人包袋番号５３８０７−０００４５ＵＳＰＴ及び代理人包袋番号５３８０７−０００２３ＵＳＰＴ）に記載され、その開示は、参照することによって本明細書に組み込まれる。

一般的に、本発明の実施形態に従うスマートカードのソフトウェアアーキテクチャは、上述の同時係属中の出願に記載されるソフトウェアアーキテクチャに類似し、かつ補完しており、どちらも、縦方向に並ぶ機能ソフトウェアスタックと水平ソフトウェアレイヤーで構成されている。

図２では、関連部分であるセキュリティサービススタック及びベーシックサービススタックのみが示されている。図２の影付きボックスは、スマートカードあるいは提供されるスマートカードサービスに関連するソフトウェアモジュールを示している。

図３は、本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末８０用のレイヤー化モジュラースマートカード及びセキュリティ機能システムを概要的に示すブロック図である。図３のシステムは、図２のスマートカード及びセキュリティ機能システムに、スマートカードコマンドエンジンモジュール（図３の参照番号８２で示される）を直接アドレスする機能を拡張したものである。図３の実施形態は、例えば、ビルトインスマートカード８４のようなスマートカードの暗号ハードウェアを利用するための、移動端末に対する簡単な方法を実現する。また、図３は、レイヤー化モジュラー機能方法の効用を示しており、これは、移動端末８０のソフトウェアサービスコンポーネント８８の汎用暗号サービスモジュール８６に拡張するためには、１つのモジュールだけを追加するだけで事足りる。

図４は、本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードを概要的に示すブロック図である。図４は、ペイメントサーバアプリケーションを持たないが、移動端末によて直接制御されるスマートカード１００を示している。図示されるように、スマートカードはペイメントサーバアプリケーションを持たないので、スマートカードは、ミドルウェアサービスレイヤーを必要とせず、また、ソフトウェアサービスコンポーネント１６及びハードウェアコンポーネント１８だけ持てばよい。図１の実施形態のように、スマートカードは、移動端末に対してビルトインあるいはリムーバルとすることができる。

図５は、本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のセキュリティ機能を提供する方法のステップを示すフローチャートである。この方法は、通常は、参照番号１２０で示され、セキュリティ機能ソフトウェアを有するスマートカードを提供するステップ（ステップ１２２）と、セキュリティ機能ソフトウェアを有する移動端末を提供するステップ（ステップ１２４）を含んでいる。スマートカードセキュリティ機能ソフトウェアは、少なくとも１つの機能ソフトウェアユニットに構成され、かつ上位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーから下位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーの順で配置される複数のソフトウェアレイヤーに構成され、また、このスマートカードセキュリティ機能ソフトウェアは、各ソフトウェアレイヤー内の少なくとも１つのソフトウェアモジュールである。この方法は、更に、移動端末に対して所望のセキュリティ機能を提供するために、スマートカードによって提供される情報及びサービスに、移動端末がアクセスし、かつ使用するステップ（ステップ１２６）を含んでいる。上述したように、スマートカードは、移動端末にビルトインされても良く、あるいは移動端末内に着脱可能に搭載されるように構成された別コンポーネントであっても良い。

一般的には、本発明は、初期設計及びテスト中だけでなく、設計及びアップグレードあるいは拡張、即ち、追加のスマートカードあるいは追加の機能をサポートする機能の導入中でも、移動端末に対するソフトウェア開発コストの削減を提供する、無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードを提供する。

本発明の実施形態を構成するものが説明されているが、本発明は、これから逸脱しない様々な方法で変更することができる。本発明は、様々な方法で変更することができるので、本発明は、請求項の範囲によって必要とされる程度にのみ制限されると理解されるべきである。

本発明の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードの概要を示すブロック図である。本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のレイヤー化モジュラースマートカード及びセキュリティ機能システムの概要を示すブロック図である。本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のレイヤー化モジュラースマートカード及びセキュリティ機能システムの概要を示すブロック図である。本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードの概要を示すブロック図である。本発明の別の実施形態に従う無線電気通信システムの移動端末用のセキュリティ機能を提供する方法を示すフローチャートである。

Claims

無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードであって、
プロセッサとメモリとを備え、
前記メモリは、
異なる実行環境それぞれで提供されるペイメントサービスに対するエレクトロニックペイメントを実行するための、複数種類のペイメントサーバアプリケーションと、
上位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーから下位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーの順で配置される階層構造の複数のソフトウェアレイヤーで構成される、サービスを提供するための機能ソフトウェアスタックであって、互いに異なるサービスを前記ペイメントサーバアプリケーションへ提供するための機能ソフトウェアスタックを複数個備える、ソフトウェアであるソフトウェアサービスコンポーネントと、
前記複数種類のペイメントサーバアプリケーションそれぞれと、前記サービスソフトウェアコンポーネントとの間のインタフェースを提供するソフトウェアであるミドルウェアサービスレイヤーと
を記憶し、
前記複数個の機能ソフトウェアスタックそれぞれを構成する前記複数のソフトウェアレイヤーの内の１つのソフトウェアレイヤーには、サービスを提供するためのソフトウェアモジュールが配置され、
前記プロセッサは、
前記メモリに記憶される前記ソフトウェアサービスコンポーネントによって提供される情報及びサービスを、前記移動端末のインタフェースを介して、該移動端末のユーザがアクセスし使用することを可能とするために、該ソフトウェアサービスコンポーネントを実行する手段と
を備える
ことを特徴とするスマートカード。
無線電気通信システムの移動端末用のスマートカードシステムであって、
移動端末と、
前記移動端末に収容される、プロセッサとメモリとを備えるスマートカードを備え、
前記スマートカードのメモリは、
異なる実行環境それぞれで提供されるペイメントサービスに対するエレクトロニックペイメントを実行するための、複数種類のペイメントサーバアプリケーションと、
上位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーから下位レベルサービスを提供するソフトウェアレイヤーの順で配置される階層構造の複数のソフトウェアレイヤーで構成される、サービスを提供するための機能ソフトウェアスタックであって、互いに異なるサービスを前記ペイメントサーバアプリケーションへ提供するための機能ソフトウェアスタックを複数個備える、ソフトウェアであるソフトウェアサービスコンポーネントと、
前記複数種類のペイメントサーバアプリケーションそれぞれと、前記サービスソフトウェアコンポーネントとの間のインタフェースを提供するソフトウェアであるミドルウェアサービスレイヤーと
を記憶し、
前記複数個の機能ソフトウェアスタックそれぞれを構成する前記複数のソフトウェアレイヤーの内の１つのソフトウェアレイヤーには、サービスを提供するためのソフトウェアモジュールが配置され、
前記プロセッサは、
前記メモリに記憶される前記ソフトウェアサービスコンポーネントによって提供される情報及びサービスを、前記移動端末のインタフェースを介して、該移動端末のユーザがアクセスし使用することを可能とするために、該ソフトウェアサービスコンポーネントを実行する手段と
を備える
ことを特徴するスマートカードシステム。