JP4791497B2 - 無線周波数識別システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は概してコンピュータ・システムに関し、特に無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムおよび無線周波数識別方法に関する。

製品製造者にとって偽造はきわめて深刻な問題である。現在、多くの産業で偽造が発見されており、ワイン、煙草、医薬品、化粧品、ＣＤ、ＤＶＤ、ソフトウェア、スポーツ用品、玩具、宝飾品等々と被害例は枚挙にいとまがない。ここ数十年というもの産業は常に偽造犯罪者と闘ってきたが、たゆまぬ偽造防止努力を尻目に、偽造品は洋の東西を問わずますます横行しているのが現状である。

偽造品は、罪のない製造者に金銭面で甚大な損失をもたらすだけでなく、信用面でも大きな打撃を与える。不幸にして偽造品を買ってしまった一般消費者は、品質の悪さに不満を抱く。しかし、消費者が本物と偽造品を見分けられることはまずないため、名前を騙られた製造者の品質について誤った評価を下してしまう。そして結局、偽造犯罪者はお金を稼ぎ、罪のない製造者が罰を受けるという、悲しい結末につながるのである。

製品製造者は、消費者が本物と偽物を見分けることのできる製品認証手段を常に渇望している。こうした手段によって消費者が製品の真偽判定を簡単に行えるようになれば、偽造品は瞬く間に市場から一掃されるだろう。

偽造防止は特許出願の人気分野の一つであり、すでに多数のソリューションが市場に出回っている。コンピュータ通信ネットワークが広く普及する前には、特殊な印刷インキ、紙、質感、レーザー・ラベル等の物理的手段を使用した偽造防止ソリューションが一般的だった。ソリューションを提供する企業によれば、こうした物理的手段は強力な偽造防止対策になるという。しかし、過去数十年の歴史を振り返ると、現実は企業の主張とはまったく異なる。偽札はその好例である。紙幣には必ず最先端の物理的手段が使われているが、偽札は決してなくならない。ましてや一般の製品製造者は、偽札防止に費やされるような莫大なコストに耐えられるはずはなく、こうした企業が採用する偽造防止対策はきわめて脆弱である。

コンピュータ通信ネットワークは、過去２０年間に飛躍的な発展を遂げ、消費者市場に急速に普及した。世界各地のインターネット接続料金と固定／携帯電話料金は劇的に安くなり、世界の大多数の人が気軽に利用できるようになった。こうした流れを背景に、製品に付けた製品認証情報をバックエンド・サーバに送信し、そのサーバに製品の真偽を判定させる偽造防止ソリューションが数多く出回るようになったことは自明の理といえよう。例えば、中国特許出願第９９１２６６５９号と第０２１１１５４２号はこの手法クラスに属する。

偽造防止分野で人気上昇中のもう一つの技術はＲＦＩＤタグである。「ＲＦＩＤ」は、無線技術とプロセッサ技術を組み合わせた技術であり、その計算能力、読み取り距離、費用は多岐にわたる。最も有名なのはサプライチェーンのタグで、ＷａｌＭａｒｔや米国国防省が大規模な試験運用を開始した関係で広く知られるようになった。業界団体のＥＰＣｇｌｏｂａｌ（ｗｗｗ．ｅｐｃｇｌｏｂａｌｉｎｅ．ｏｒｇ）がクラス０とクラス１のＲＦＩＤタグを定義しているが、これらのタグは計算能力、記憶容量、通信能力が非常に低く、暗号化にも対応しておらず、追加機能は最小限である。

ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤリーダ、データ処理サブシステムという３つの主要構成要素で構成される。ＲＦＩＤタグは読み取り対象物に付加され、ＲＦＩＤシステムのデータ記憶媒体として機能する。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグとの間でデータの読み取りと書き込みを行うことができる。データ処理サブシステムは、ＲＦＩＤリーダによって取得されたデータを様々な用途に利用する。

ＲＦＩＤタグは、典型的には、データを記憶するマイクロチップと、コイル・アンテナ等の無線周波数通信用の接続素子とを含む。ＲＦＩＤタグには、アクティブとパッシブの２種類がある。アクティブＲＦＩＤタグは、タグ上に電源装置（バッテリー等）を備え、ＲＦ信号を能動的に送信して通信を行う。パッシブＲＦＩＤタグは、必要な電力をＲＦＩＤリーダの照会信号から得て、ＲＦＩＤリーダの信号を反映もしくはロード変調して通信を行う。パッシブかアクティブかにかかわらず、ほとんどのＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤリーダから照会があったときにのみ通信する。

ＲＦＩＤリーダは、典型的には、無線周波数モジュールと、制御装置と、無線周波数通信によってＲＦＩＤタグに照会するための接続素子とを含む。さらに、多数のＲＦＩＤリーダには、受信したデータをデータ処理サブシステムに伝達するためのインタフェースが設けられている。このインタフェースの一例としては、パソコン上で稼働するデータベースが挙げられる。ＲＦＩＤタグとの通信に無線周波数を使用することにより、ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグが劣悪な環境にあるときや、見えにくい場所にあるときでも、パッシブＲＦＩＤタグの場合は近〜中距離、アクティブＲＦＩＤタグの場合は近〜遠距離の範囲で、タグを読み取ることが可能になる。

ＲＦＩＤタグを利用する偽造防止ソリューションは、単純に、オンライン・タグとオフライン・タグとに分類することができる。オンライン偽造防止ソリューションでは、コンピュータ通信ネットワークも使用される。オンライン・ソリューションには、セキュリティ手段と連携するものとしないものとがある。例えば中国特許出願第２００４１００８２６１１．１号と第２００４１００２４７９０．３号はこの手法クラスに分類されるが、前者はセキュリティ手段とは無関係に動作し、後者はセキュリティ手段の使用を強制する。一方、オフライン・ソリューションはコンピュータ通信ネットワークを利用せず、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダのみを使用して製品の認証を行う。この場合は必然的にセキュリティ手段が必要になる。例えば、中国特許出願第０３１１１８７５．５号と第２００４１００７８１６０．４号はこの手法クラスに属する。ＰＣＴ特許出願第ＷＯ ２００５／０２４６９７ Ａ２号もこのクラスである。

従来の偽造防止ソリューションは、価格、効率、使い勝手、セキュリティの面で問題がある。

通信ネットワークのサポートを必要とする偽造防止ソリューションの場合は、これに加えて、消費者から大量に送られてくる製品認証照会を処理するためのバックエンド・サーバに多額の費用を要するという問題もある。しかも、消費者か製品製造者のいずれかに通信費の負担が発生する。通信費を消費者が負担する場合、ほとんどの消費者は経済的な理由でソリューションの購入をやめるだろう。製品製造者が通信費を負担する場合は、消費者の製品認証照会を大量に処理するための費用で利益が食いつぶされる恐れがある。それだけではない。ほとんどの場合、製品認証のために消費者とバックエンド・サーバとの間でやりとりされる通信にかなりの時間がかかる。そのため、時間的な理由によって消費者がこうしたソリューションを避ける可能性も少なくない。

従来のタグをベースとするオフライン偽造防止ソリューション（すなわち、通信ネットワークのサポートを必要としないソリューション）は、費用とセキュリティの問題を抱える。この種のソリューションにはセキュリティ手段が搭載されているが、大抵は役に立たない。この種のソリューションは、通常、タグに秘密情報が保持され、かつクローン耐性があることを想定して設計されている。「クローン耐性がある」とは、秘密情報を保持する本物のタグをもとに、同じ情報を保持する別のタグを作成するのが難しいことを意味する。この想定が正しければ、ソリューションは有効である。なぜなら、タグに記憶された秘密情報が偽造不能であることがセキュリティ手段によって保証されるため、秘密情報とソリューションは確実に結合されているとみなすことができるからである。残念ながら、従来のソリューションに関してはこの想定は完全に間違っている。従来のソリューションは、タグに記憶されるすべての秘密情報を使って製品認証を行う。前述したように、オフライン・ソリューションでは、タグを認証して製品の真偽を判定するのはリーダである。タグ上のすべての秘密情報が認証に使用されるので、どれか１つでもリーダが偽造者に占有されたら、偽造者はリーダに記憶される秘密情報を取得し、その情報を偽のタグに正確にコピーし、それを突破口にしてソリューションのセキュリティを破ることができる。偽造者が侵入できないセキュア・リーダを作ることは可能だが、このようなリーダは非常に高価になる。その上、リーダとタグ間の無線通信をセキュリティ手段で保護することは容易ではない。また、リーダとタグ間の無線通信が安全に保護されている場合は、リーダとタグ間で認証を行うためには、リーダだけでなくタグも高価なものにすることが必要になる。リーダとタグ間の無線通信が保護されていない場合は、通信を盗聴するだけでタグ上に保持されるデータを傍受することが可能になる。したがって、リーダとの相互認証が可能な高価なタグを使用し、かつリーダとタグ間の無線チャネルを暗号化しない限り、ＲＦＩＤタグはクローン攻撃に脆弱だと考えなければならない。

ここで強調すべきは、安価なタグの特性として、少なくとも「計算能力が非常に低いパッシブ・タグ」という点が挙げられることである。これらのタグには、疑似乱数生成、ハッシング、暗号化等の基本的なセキュリティ機能はない。このような安価なタグが使用される場合は、すべての製品認証ソリューションにおいてデータのクローン防止はきわめて困難となる。クローン・タグは、特にオフライン・タグの場合に致命的となる。ネットワークのサポートを搭載しないリーダは、本物のタグとクローン・タグを区別できないので、偽のタグは本物のリーダによる製品認証を確実にパスできる。その結果、リーダはクローン・タグが付いた偽造品を本物だと判定するので、偽造品が大量に出回ることになる。

オフラインＲＦＩＤタグのデータ・クローンの問題に取り組むソリューションはいくつか提案されている。例えば、日本の特開２００５−１３００５９号広報では、製品に付けられたＩＣチップの記憶領域に複数の暗号化データを書き込み、チップ上の暗号化データを数回読み取ることで暗号化データの解読難度を向上させ、それによってデータ・クローンをある程度困難にするソリューションが開示されている。しかし、それでもなおデータ・クローンは可能である。偽造者は、チップを十分な回数にわたって読み取ることで、本物のチップに記憶される全暗号化データを取得し、そのデータを偽のチップにクローン化することができる。こうして偽造されたチップは、本物のリーダによる製品認証を確実にパスする。

そのため、ＲＦＩＤタグに記憶されたデータのクローン化を防止でき、なおかつ安価で高効率という利点を兼ね備えた、オフライン製品認証のためのＲＦＩＤシステムが強く求められている。
中国特許出願第９９１２６６５９号 中国特許出願第０２１１１５４２号 中国特許出願第２００４１００８２６１１．１号 中国特許出願第２００４１００７８１６０．４号 中国特許出願第０３１１１８７５．５号 中国特許出願第２００４１００７８１６０．４号 ＰＣＴ特許出願第ＷＯ ２００５／０２４６９７ Ａ２号

安価で効率的なソリューションによって無線周波数識別タグに記憶されたデータのクローン化を防止するという上記の問題を解決するために、無線周波数識別システムとマルチコア・タグと無線周波数識別方法とが提供される。

本発明の第１の無線周波数識別システムは、識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶する複数の無線周波数識別タグを有するマルチコア・タグと、マルチコア・タグ内の複数の無線周波数識別タグに対して、無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無作為に選択した当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を送信し、マルチコア・タグから読み取った当該検証可能データ・セットの第１の部分に基づいてマルチコア・タグを認証する無線周波数識別リーダとを備え、マルチコア・タグ内の各無線周波数識別タグが、無線周波数識別リーダから読み取り要求を受信した際、要求された検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合には、それ以降は、要求された検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行する制御手段を備える。

本発明の第１のマルチコア・タグは、識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶する複数の無線周波数識別タグを含み、各無線周波数識別タグが、無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無線周波数識別リーダにより無作為に選択された当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を無線周波数識別リーダから受信した際、要求された検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合に、それ以降は、要求された検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行する制御手段を備える。

本発明の第１の無線周波数識別方法は、マルチコア・タグに含まれる複数の無線周波数識別タグの各々に識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶し、無線周波数識別リーダにおいて、マルチコア・タグ内の複数の無線周波数識別タグに対して、無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無作為に選択した当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を送信し、マルチコア・タグから読み取った当該検証可能データ・セットの第１の部分に基づいてマルチコア・タグを認証し、マルチコア・タグ内の各無線周波数識別タグが、無線周波数識別リーダから読み取り要求を受信した際、要求された検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合には、それ以降は要求された検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、前記第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行する。

上記から明らかなように、本発明の各実施例によれば、ＲＦＩＤタグにロッキング機能が導入され、さらには複数のＲＦＩＤタグが１つのマルチコア・タグに集約される。そのため、ＲＦＩＤタグに記憶された複数のデジタル署名（検証可能データ）と、各ＲＦＩＤタグが実行するロッキング機能と、マルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグ全体に対して実行される認証とによって、偽の製品が検出される確率が大幅に高まる。これにより、安価な無線周波数識別タグ内のデータのクローン化を効果的に防止して、偽造品の大量発生を阻むことができる。

さらに、各ＲＦＩＤタグでは、複数のデジタル署名が複数セットに分割されて、ＲＦＩＤタグ上に記憶される。また、署名セットを導入することにより、本物のタグが偽物でないことを複数回にわたって検証することが可能になる。

以下では、本発明の実施例について説明する。

図１は、本発明の第１の実施例によるＲＦＩＤシステム１００を簡略化して示したブロック図である。ＲＦＩＤシステム１００は、マルチコア・タグ１０１とＲＦＩＤリーダ１０２とを備える。図示するように、マルチコア・タグは、内部構造が同一のＮＴ ＲＦＩＤタグ１０１−１、１０１−２、．．．１０１−ＮＴを備える。各ＲＦＩＤタグは、無線周波数通信によってＲＦＩＤリーダ１０２と通信する。各ＲＦＩＤタグはパッシブ・タグで、必要な電力のすべてをＲＦＩＤリーダ１０２から送られてくる読み取り要求信号から取得し、ＲＦＩＤリーダ１０２の信号を反映もしくはロード変調して応答する。各ＲＦＩＤタグは非常に小さく、このＲＦＩＤタグで構成されるマルチコア・タグ１０１もやはり非常に小さいため、認証対象の製品がどんな製品でも取り付けることができる。ＲＦＩＤリーダ１０２は、読み取り要求等のデータをマルチコア・タグ１０１に送信し、マルチコア・タグ１０１から送られてくる応答データを受信することができる。

次に、ＲＦＩＤタグ１０１−１を一例とし、図２を参照して、マルチコア・タグ１０１に含まれるＲＦＩＤタグの内部構造を説明する。マルチコア・タグ１０１内の他のＲＦＩＤタグの内部構造は、ＲＦＩＤタグ１０１−１と同様または同一である。

図２は、図１に示すマルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ１０１−１の内部構造を示す概略図である。

ＲＦＩＤタグ１０１−１は、マイクロチップ２０１とタグ接続素子２０２とを備える。マイクロチップ２０１は、識別コード記憶領域２０３と補助記憶領域２０４と制御手段２０５とを含む。ＥＰＣコード（電子製品コード）等のＲＦＩＤタグ１０１−１を一意に識別する属性識別コードは、識別コード記憶領域で記憶される。

ＥＰＣコードは、ＥＰＣｇｌｏｂａｌによって定義されるコードである。ＥＰＣコードの１つの部分は、ＲＦＩＤタグ１０１−１を取り付ける製品の製造者を一意に識別する。ＥＰＣはＲＦＩＤタグに記憶される唯一の情報であり、国際規格の二大監視機構であるＵＣＣ（米国の商品コード管理機構）と国際ＥＡＮ（欧州の商品コード管理機構）によってサポートされている。ＥＰＣの目的は、物理的な物品を一意に識別することにある。ＥＰＣコードは、インターネットでＩＰアドレスによって識別、編成、通信が行われるのと類似した方法で、コンピュータ・ネットワークを介して１つの物品を識別し、それにアクセスする。ここで、ＥＰＣコードの構造を簡単に説明する。ＥＰＣは数字の集合であり、１つのヘッド・マークと、データを格納する３つの部分から成る。ヘッド・マークはＥＰＣのバージョン番号を示し、将来出現する様々なタグ・タイプやタグ長に対応できるように設定されている。２番目の部分は、製品の製造者に対応するＥＰＣの管理者名を示す。３番目の部分は製品のクラスを表し、製品の詳細な分類を示す。４番目の部分は、その製品のシーケンス番号である。例えば、ＥＰＣコードが「０１．１１５Ａ１Ｄ７．２８Ａ１Ｅ６．４２１ＣＢＡ３０Ａ」だとすると、「０１」はＥＰＣのバージョンを表し（８ビット）、「１１５Ａ１Ｄ７」は製品製造者の識別コードを表し（合計２８ビット、２億６，８００万社以上の製造者を表現可能）、「２８Ａ１Ｅ６」は製品の識別コードを表し（合計２４ビット、１製造者につき１，６００万種類の製品クラスを表現可能）、「４２１ＣＢＡ３０Ａ」はその製品のシーケンス番号を表す（合計３６ビット、１製品クラスにつき６８０億品目を表現可能）。

補助記憶領域２０４には、ステータス情報と、検証可能データと製造日等の補助的情報とが記憶される。

ステータス情報は、マルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグの総数ＮＴと、マルチコア・タグ１０１内での当該ＲＦＩＤタグのシーケンス番号ＳＮとを含む。総数ＮＴとシーケンス番号ＳＮは、マルチコア・タグ１０１の製造時に補助記憶領域２０４に格納される。マルチコア・タグの製造時には、そのマルチコア・タグ内の各ＲＦＩＤタグのステータス情報によって示されるタグ総数が同一である（すなわち、そのマルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグの総数に等しい）ことと、そのマルチコア・タグ内の各ＲＦＩＤタグに記憶されるＳＮは一意であり、マルチコア・タグにおける各ＲＦＩＤタグの一意の識別となることとが保証される。

補助記憶領域２０４内に検証可能データを生成する方法はいくつか存在する。その例を以下に示す。

本発明の好適な実施例においては、検証可能データとしてデジタル署名を使用することができる。図２に示すように、ＲＦＩＤタグ１０１−１の補助記憶領域２０４は、ｎ個のデジタル署名を１セットとする計ｍセットのデジタル署名を格納し、デジタル署名のマトリックス｛ＳＩＧ_ｉ，ｊ｝を形成する。ここで、

であり、ｍとｎは正の整数である。

各製造者が少なくとも１つの公開鍵を有し、デジタル署名はＥＰＣの内容に関するデジタル署名であるとする。これらの署名は製造者の公開鍵によって検証される。例えば、ｎ＝２、すなわち、１つのデジタル署名セットが２つのデジタル署名ＳＩＧ_１およびＳＩＧ_２を含み、製造者が各１０２４ビットの２つのＲＳＡ公開鍵ＰＫ_１およびＰＫ_２を有するとする。この場合、ＳＩＧ_１およびＳＩＧ_２はＥＰＣに関するデジタル署名で、かつＰＫ_１およびＰＫ_２によって検証可能な製造日でありうる。１つの署名は１０２４ビットを消費する。署名はＥＣＤＳＡ（ＡＮＳＩ Ｘ９．６２）と同類のメカニズムを使用して計算するのが望ましい。これにより、１つの製造者に必要な公開鍵は１つのみとなる。このメカニズムでは、１つの署名はＳとＣという２つの部分から成る。ＳとＣのビット長は、例えば１６０ビットの楕円曲線とＳＨＡ−１を使用している場合であれば、各々１６０ビットとなる。つまり１つのデジタル署名は３２０ビットしか消費しない。しかし、そのセキュリティ強度は１０２４ビットのＲＳＡデジタル署名方式に匹敵する。使用可能な各種デジタル署名方式とその選択における考慮事項は、当該技術に精通する当業者には広く知られている。

デジタル署名の生成に加えて、検証可能データの生成方法もまた、当業者によく知られるＭＡＣ（メッセージ認証符号）方式で代替することができる。例えば、セキュア・ハッシング機能があり、メッセージＭ（ＥＰＣコードＥとその他の追加情報を含む）が与えられたとすると、各検証可能データ・セットに含まれるｎ個の検証可能データはＭＡＣｉ＝ｈａｓｈ（Ｍ，ｋｅｙ，ｉ）、ｉ＝１，２，．．．ｎとして計算することができる。ＭＡＣ_１〜ＭＡＣ_ｎは、タグ内に１つの検証可能データ・セットとして格納される。リーダが１つの検証可能データ・セットに含まれる任意の検証可能データ（例えば、ＭＡＣ_ｊ）を読み取ったときには、ＭＡＣ_ｊがハッシュ（Ｍ，ｋｅｙ，ｊ）と等しいかどうかは、ＭＡＣ値のシーケンス番号ｊと、関連のメッセージＭと、リーダのメモリ内にある秘密鍵「ｋｅｙ」とに基づいて検証できる。判定結果が「ＹＥＳ」であれば、このＭＡＣ値は本物である。「ＹＥＳ」でなければ、このＭＡＣ値は偽造である。ＭＡＣはＨＭＡＣ等の他の方法で生成でき、またセキュア・ハッシング機能についても選択肢は多い。これらのすべては当業者にはよく知られている。

検証可能データの生成方法のもう１つの例としては、やはり当業者にはよく知られる対称暗号化方式が挙げられる。具体的には、対称暗号化機能ＳＥＣと復号化機能ＳＤＥがあり、メッセージＭ（ＥＰＣコードＥとその他の追加情報を含む）が与えられたとすると、１つの検証可能データ・セットに含まれるｎ個の検証可能データはＤ_ｉ＝ＳＥＣ（Ｍ，ｋｅｙ，ｉ）、ｉ＝１，２，．．．ｎとして計算することができる。Ｄ_１〜Ｄ_ｎは、タグ内に１つの検証可能データ・セットとして格納される。リーダが検証可能データ（例えば、Ｄ_ｊ）を読み取ったとき、ＳＤＥ（Ｄｊ，ｋｅｙ）がＭとｊを復号化できるかどうかは、そのデータのシーケンス番号ｊと、関連のメッセージＭと、リーダのメモリ内にある秘密鍵「ｋｅｙ」とに基づいて検証できる。判定結果が「ＹＥＳ」であれば、この検証可能データは本物である。「ＹＥＳ」でなければ、それは偽物である。対称暗号化方式には３ＤＥＳやＡＥＳを始めとして多数の選択肢があり、そのいずれも当業者にはよく知られている。

上記のデジタル署名を使用しない検証可能データの生成方法は、次のようにして拡張できる。まず、異なる製造者に属する様々な秘密鍵をリーダに格納しておく。そして、その製造者に属することをＥＰＣ内において宣言するタグを対象に、リーダ内に格納されるその製造者の秘密鍵によって、そのタグに格納される検証可能データを検証することができる。

上記のデジタル署名を使わない検証可能データ生成方式の最大の難点は、各製造者が異なる秘密鍵を有する場合に拡張性が非常に低くなることである。難点はこれだけではない。まず、リーダが数千社もの製造者の秘密鍵を格納している場合は、非常に大きなセキュリティ問題となる。その一方で、秘密鍵を安全な方法でリーダに追加することは難しいという難点もある。また上記とは逆に、全製造者の間で１つの秘密鍵を共有する方式とした場合でも、拡張性はきわめて低い。この場合は、広く認められた信頼できる第三者しかこの秘密鍵を使用できないため、この第三者は全製造者の全製品の検証可能データを生成しなければならないが、これもまた困難な作業となる。

このことから、本発明では検証可能データとしてデジタル署名を使用するのが望ましい。

制御手段２０５は、ロッキング動作を実行するために使用される。ロッキング動作とは、ＲＦＩＤタグ１０１−１がＲＦＩＤリーダから読み取り要求を受信したときの状態に応じて、それ以降に、ＲＦＩＤタグ１０１−１の補助記憶領域２０４に格納される１つのデジタル署名セットに含まれるデジタル署名の１つの部分を読み取り不能にする動作である。ここで、制御手段２０５の動作を、図４を用いて詳細に説明する。

タグ接続素子２０２は、無線周波数通信によってＲＦＩＤリーダ１０２と通信するためのコイル・アンテナとすることができる。

図３は、図１に示すＲＦＩＤリーダ１０２の内部構造を示す概略図である。ＲＦＩＤリーダ１０２は、プロセッサ３０１と、無線周波数モジュール３０２と、リーダ接続素子３０３と、メモリ３０４とを備える。プロセッサ３０１は、ＲＦＩＤリーダ１０２を制御して、接続素子３０３を介して読み取り要求をマルチコア・タグ１０１に送信するために使用される。プロセッサ３０１は、マルチコア・タグ１０１の認証用としてマルチコア・タグ１０１から受信した応答データを分析して、マルチコア・タグ１０１が取り付けられた製品を認証する認証部３０１−１をさらに備える。ここで、プロセッサ３０１の動作を図５〜７を用いて詳細に説明する。無線周波数モジュール３０２は、プロセッサ３０１の制御に従って無線周波数信号を生成するために使用される。リーダ接続素子３０３は、無線周波数信号の送受信によりマルチコア・タグ１０１と通信するために使用される。メモリ３０４は、製造者の公開鍵を格納するために使用される。デジタル署名の計算にＲＳＡアルゴリズムを使用する場合には、マルチコア・タグ１０１内の各ＲＦＩＤタグの補助記憶領域２０４にｍ個のデジタル署名セットがあり、各デジタル署名セットにｎ個のデジタル署名が含まれるなら、メモリ３０４にはｎ個の公開鍵｛ＰＫ_１，ＰＫ_２，．．．，ＰＫ_ｎ｝が格納されている。しかし、デジタル署名の計算にＥＣＤＳＡアルゴリズムを使用する場合には、補助記憶領域２０４に１つの製造者に対していくつのデジタル署名が格納されていようとも、その製造者のデジタル署名の検証用としてメモリ３０４に格納すべき公開鍵の数は１個のみである。

次に、図４を参照して、ＲＦＩＤリーダから読み取り要求を受信したときのマルチコア・タグ内の各ＲＦＩＤタグの動作について説明する。

図４は、図１に示すマルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ１０１−１の、ＲＦＩＤリーダ１０２から読み取り要求を受信したときの動作を示すフロー・チャートである。マルチコア・タグ内の他のＲＦＩＤタグの動作は、ＲＦＩＤタグ１０１−１と同様である。ステップ４０１で、ＲＦＩＤタグ１０１−１はＲＦＩＤリーダ１０２から要求を受信する。ステップ４０２で、ＲＦＩＤタグ１０１−１は受信した要求がステータス情報の要求かどうかを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、ＲＦＩＤタグ１０１−１はステップ４０３において、当該ＲＦＩＤタグ１０１−１が属するマルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグの総数ＮＴと、マルチコア・タグ１０１内における当該ＲＦＩＤタグ１０１−１のシーケンス番号ＳＮとを含むステータス情報をＲＦＩＤリーダ１０２に送信する。ステップ４０１で、受信した要求がステータス情報に対する要求でない場合、ステップ４０４でＲＦＩＤタグ１０１−１は、要求がデジタル署名に対する要求かどうか判定する。判定結果が「ＮＯ」の場合は、何も実行されずにプロセスが終了する。上記以外の判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ＲＦＩＤリーダ１０２がｉ番目のデジタル署名セットであるデジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝（ここで、

、および｛ａ＿１，ａ＿２，…，ａ＿ｋ｝⊂｛１，２，．．．，ｎ｝、すなわち｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝⊂｛ＳＩＧ_ｉ，１，ＳＩＧ_ｉ，２，… ＳＩＧ_ｉ，ｎ｝）の読み取りを要求しているとＲＦＩＤタグ１０１−１が判定した場合には、ステップ４０５において、最初にＲＦＩＤタグ１０１−１が識別コード記憶領域２０３に格納されるＥＰＣコードをＲＦＩＤリーダ１０２に送信する。次に制御手段２０５がステップ４０６において、ｉ番目のデジタル署名セット｛ＳＩＧ_ｉ，１，ＳＩＧ_ｉ，２，…，ＳＩＧ_ｉ，ｎ｝が、実行中のロッキング動作のために別のデジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿ｋ}｝にロックされているかどうかを判定する。ロックされている場合、ＲＦＩＤタグ１０１−１はステップ４０７において、デジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿１，}ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿ｋ}｝をＲＦＩＤリーダ１０２に送信する。これでプロセスは終了する。ロックされていない場合、制御手段２０５はステップ４０８においてロッキング動作を実行し、ＲＦＩＤタグ１０１−１内のｉ番目のデジタル署名セット｛ＳＩＧ_ｉ，１，ＳＩＧ_ｉ，２，…，ＳＩＧ_ｉ，ｎ｝をデジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝にロックする。その結果、ｉ番目のデジタル署名セット｛ＳＩＧ_ｉ，１、ＳＩＧ_ｉ，２、…、ＳＩＧ_ｉ，ｎ｝に関する読み取り要求が今後受信されたときに、デジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝のみが読み取り可能となり、ｉ番目のデジタル署名セット｛ＳＩＧ_ｉ，１，ＳＩＧ_ｉ，２，…，ＳＩＧ_ｉ，ｎ｝にある他のデジタル署名は読み取り不能となる。次に、制御手段２０５はステップ４０９において、ＲＦＩＤタグ１０１−１内のｉ番目のデジタル署名セットがロックされているかどうかを判定する。ｉ番目のデジタル署名セットがロックされていない場合は、何も実行されずにプロセスが終了する。ロックされている場合、プロセスはステップ４１０に進み、デジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝がＲＦＩＤリーダ１０２に送信される。本実施例における制御手段２０５は、例えば次のような方法でロッキングを行う。制御手段２０５は、各デジタル署名ＳＩＧ_ｉ，ｊに対応するフラッグ・ビットＦ_ｉ，ｊに初期値０をセットし、ＳＩＧ_ｉ，ｊが初めて読み取られたときに、対応するフラッグ・ビットＦ_ｉ，ｊを１にセットする。そして、ｉ番目のデジタル署名セットにおいて、フラッグ・ビットが１のデジタル署名数がｋに達すると、ｉ番目のデジタル署名セット内のフラッグ・ビットが１ではないデジタル署名がそれ以上読み取られないようにする。デジタル署名を読み取り不能にする方法としては、例えば、ゼロにリセットする等により破棄する方法がある。ロッキングは他の方法でも行うことができる。例えば、タグ内に明示的なフラグ・ビットがないときに、読み取り不能なデジタル署名のすべてを直接、例えばゼロにリセットする等の方法で破棄する。デジタル署名のすべてがゼロの場合、そのタグは、リーダに送信する必要のないデジタル署名と判断できる。また、タグからリーダに送信された場合には、リーダが読み取りを禁止されたデジタル署名であると判断できる。いずれの場合も、デジタル署名はリーダにとって読み取り不能となる。ロッキング動作は、ソフトウェア、ハードウェア、またはその組み合わせによって他の方法で実行できることは当業者には明らかである。本発明はここで例として説明した方法に限定されない。さらに、ここで使用した「ロッキング」という用語は「１つ以上のデジタル署名を読み取り不能にする」ための動作を表す典型的な名称の１つに過ぎず、本発明はこれに限定されないことは当業者には明らかである。本発明では、「１つ以上のデジタル署名を読み取り不能にする」ことのできる動作であれば何でも使用できる。ここで注意を要するのは、ＲＦＩＤタグ１０１−１がｉ番目デジタル署名セットのうちｋ以外の個数（例えばｋ’個）のデジタル署名を要求する読み取り要求を受信する可能性もあるが、ｋ’がｋと等しいか否かにかかわらず、ＲＦＩＤタグ１０１−１はｉ番目デジタル署名セットのうち最大ｋ個のデジタル署名の読み取りを許可することである。さらに、ＲＦＩＤタグ１０１−１が、ｉ番目のデジタル署名セットで、このｉがｉ＞ｍとなる読み取り要求を受信する可能性もある。この場合、ＲＦＩＤタグ１０１−１の制御手段２０５は、その読み取り要求は不正な要求であると判断し、それに応答しない。

図５は、ＲＦＩＤリーダ１０２が読取要求をマルチコア・タグ１０１に送信し、読み取ったデジタル署名に基づいてマルチコア・タグ１０１を認証するときの動作を示すフロー・チャートである。以下の説明では、「マルチコア・タグの認証」とはマルチコア・タグ全体の真偽を判定するプロセスを意味するが、「認証」が単独で使用されている場合には、文脈によってマルチコア・タグ内の１つのＲＦＩＤタグの真偽を判定するプロセスを意味することもある。

ステップ５０１において、ＲＦＩＤリーダ１０２は、マルチコア・タグ１０１内の１つのＲＦＩＤタグを選択し、ステータス要求をそのＲＦＩＤタグに送信して、このＲＦＩＤタグに格納される総数ＮＴとシーケンス番号ＳＮを読み取るよう要求する。ステップ５０２において、ＲＦＩＤリーダ１０２は、ＲＦＩＤタグから総数ＮＴとシーケンス番号ＳＮを取得する。ステップ５０３において、ＲＦＩＤリーダ１０２は、返されたステータス情報に基づいて、このマルチコア・タグ認証中にこのＲＦＩＤタグが読み取られたかどうかを判定する。読み取られていない場合、ＲＦＩＤリーダ１０２はステップ５０４において、デジタル署名に対する要求をこのＲＦＩＤタグに送信し、読み取ったデータに基づいて判定を行い、このＲＦＩＤタグの認証結果を取得する。認証結果は、「Ｆａｋｅ（偽物）」、「Ｇｅｎｕｉｎｅ（本物）」、「Ｅｒｒｏｒ（エラー）」、「Ａｌｌ ｌｏｃｋｅｄ（すべてロック済み）」のいずれかである。ステップ５０４において、ＲＦＩＤリーダ１０２はさらに、マルチコア・タグ１０１内の各ＲＦＩＤタグのこのマルチコア・タグ認証中における読み取りステータスを記録する配列ＳＴＡＴＵＳ内の対応する変数ＳＴＡＴＵＳ_ＳＮのステータスを、現在のＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグの認証中に読み取られたことを意味する「ＲＥＡＤ」にセットし、このマルチコア・タグの認証中に読み取られたマルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ数を表す変数Ｎ_ｒｅａｄを１増分する。その後、ステップ５０５において、ステップ５０４で取得した現在のＲＦＩＤタグの認証結果が「Ｅｒｒｏｒ」かどうかが判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ５０６において、マルチコア・タグの認証結果は「Ｅｒｒｏｒ」であると判断され、マルチコア・タグ１０１に関するこのマルチコア・タグ認証は終了される。「ＹＥＳ」でない場合は、ステップ５０７において、ステップ５０４で取得した現在のＲＦＩＤタグの認証結果が「Ｆａｋｅ」かどうかが判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ５０８において、マルチコア・タグ認証の結果は「Ｆａｋｅ」（すなわち、マルチコア・タグ１０１は偽物）であると判断される。これ以上の読み取りは不要なので、マルチコア・タグ１０１に関するこのマルチコア・タグ認証は終了される。「ＹＥＳ」でない場合は、ステップ５０９において、ステップ５０４で取得した現在のＲＦＩＤタグの認証結果が「Ａｌｌ ｌｏｃｋｅｄ」かどうかを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ５１０において、マルチコア・タグ１０１に関するマルチコア・タグ認証の結果は以下のように導出される。これはマルチコア・タグ１０１の初めての読み取りであると判定できる場合、そのマルチコア・タグ１０１は偽物であり、それ以上の読み取りは不要となるため、マルチコア・タグ１０１のマルチコア・タグ認証は終了される。ステップ５０９の判定結果が「ＮＯ」の場合は、ステップ５１１において、ステップ５０４で取得した現在のＲＦＩＤタグの認証結果が「Ｇｅｎｕｉｎｅ」かどうかが判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、「Ｇｅｎｕｉｎｅ」が結果として保存され、ステップ５０１に戻る。そして、マルチコア・タグ１０１内の別のＲＦＩＤタグを選択し、それにステータス要求を送信して認証を継続する。ステップ５１１の判定結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、現在のＲＦＩＤタグの認証結果が「Ｇｅｎｕｉｎｅ」でない場合は、プロセスにエラーが発生したと判断することができる。そのため、ステップ５１３において、マルチコア・タグ１０１のマルチコア・タグ認証の結果は「Ｅｒｒｏｒ」であると判断される。これ以上の読み取りは不要であるため、マルチコア・タグ１０１に関するこのマルチコア・タグ認証は終了される。

一方、ステップ５０３の判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、ＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られていた場合には、プロセスはステップ５１４に進み、読み取り済みのタグ数Ｎ_ｒｅａｄに基づいて、マルチコア・タグ１０１内のすべてのＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られたかどうかが判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ５１５において、保存されている「Ｇｅｎｕｉｎｅ」の結果に基づいて、すべての読み取りにおいて「Ｇｅｎｕｉｎｅ」の認証結果が取得されたかどうかが判定される。判定結果が「ＮＯ」の場合、すなわち、すべてのＲＦＩＤタグにおいて「Ｇｅｎｕｉｎｅ」の認証結果が取得されていない場合には、ステップ５１６においてマルチコア・タグ１０１は偽物だと判断される。これ以上の読み取りは不要なため、マルチコア・タグ１０１に関するこのマルチコア・タグ認証は終了される。ステップ５１５の判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、マルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ総数ＮＴのすべての認証結果が「Ｇｅｎｕｉｎｅ」の場合には、ステップ５１７でこのマルチコア・タグ１０１は本物であると判断される。そして、このマルチコア・タグ認証は終了される。

次に、図６を参照しながら、図５のステップ５０２および５０３の流れ、すなわち、ＲＦＩＤリーダ１０２が、マルチコア・タグ１０１内の１つのＲＦＩＤタグから返されたステータス情報に基づいて、当該ＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られたかどうかを判定するプロセスについてさらに詳細に説明する。

図６に示すように、ＲＦＩＤリーダ１０２はステップ６０１において、マルチコア・タグ１０１内の１つのＲＦＩＤタグから送られてきた、タグ総数ＮＴとシーケンス番号ＳＮとを含むステータス情報を取得する。ステップ６０２において、ＲＦＩＤリーダ１０２は、この読み取りがこのマルチコア・タグ認証における最初の読み取りかどうかを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ＲＦＩＤリーダ１０２はステップ６０３において、その内部メモリにタグ総数ＮＴを記憶する。総数ＮＴは、例えばメモリ内に記憶された変数ＮＴ１に保存することができる。ＲＦＩＤリーダ１０２はさらに、ＮＴ要素であるＳＴＡＴＵＳ_１，ＳＴＡＴＵＳ_２，．．．ＳＴＡＴＵＳ_ＮＴから成るステータス配列を作成して、対応するシーケンス番号を有するＲＦＩＤタグのこのマルチコア・タグ認証中における読み取りステータスを格納する。これに加えて、ＲＦＩＤリーダ１０２は、このマルチコア・タグ認証中に読み取られたＲＦＩＤタグの個数を表すカウンタＮ_ｒｅａｄをゼロにリセットする。ステップ６０４において、図６に示すサブプロセスにより、Ｎ_ｒｅａｄと、現在のＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られていないとの判定結果とが、図５に示すプロセスに返される。

ステップ６０２において、この読み取りがこのマルチコア・タグ認証中の最初の読み取りではないと判定された場合には、ステップ６０５において、返されたＮＴと記憶されているＮＴ１とが等しいかどうかが判定される。マルチコア・タグが本物であれば、各ＲＦＩＤタグ内に記憶されるタグ総数を示すＮＴがすべて同じのはずである。したがって、ステップ６０５の判定結果が「ＮＯ」の場合は、読み取り中にエラーが発生したことを意味するので、プロセスはステップ６０８に進み、エラーの結果が返される。ステップ６０５の判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ６０６において、ＳＴＡＴＵＳ_ＳＮに格納されるステータスが「ＲＥＡＤ」かどうか（すなわち、現在のＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られたかどうか）が判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、ステップ６０７において図６のサブプロセスによって、現在のＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られたとの判定結果が図５のプロセスに返される。

ステップ６０６で判定結果が「ＮＯ」の場合は、ステップ６０９において図６のサブプロセスによって、シーケンス番号ＳＮと、現在のＲＦＩＤタグがこのマルチコア・タグ認証中に読み取られていないとの判定結果とが図５のプロセスに返される。

図６に示すプロセスは例示にすぎないことに留意する必要がある。マルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグがマルチコア・タグ認証中にＲＦＩＤリーダ１０２によって読み取られたかどうかを判定することは他の方法によっても可能であり、さらには、ＲＦＩＤタグから返されるステータス情報には他の情報を含めることも可能であることは、当該技術に精通した当業者には明らかである。本発明は本明細書に示す特定の実施例に限定されない。

次に、図７を参照して、図５のステップ５０４の流れをさらに詳細に説明する。この説明でもやはり、流れを説明するための例としてＲＦＩＤタグ１０１−１を取り上げる。マルチコア・タグ１０１内に含まれる他のＲＦＩＤタグの動作の流れは、ＲＦＩＤタグ１０１−１と同様である。まず、ＲＦＩＤリーダ１０２がステップ７０１において、ＲＦＩＤタグ１０１−１から送られてきた識別コード（ＥＰＣコード）を受信し、これに基づいてＲＦＩＤタグ１０１−１を一意に識別する属性が特定される。したがって、このステップでは、読み取ったデジタル署名を検証する際にメモリ内に記憶されるどの公開鍵もしくは公開鍵セットを使用すべきかが決定される。続いて、ステップ７０２において、ＲＦＩＤリーダ１０２のプロセッサ３０１に備えられたカウンタ（図示せず）の値ｉが「１」にセットされる。そして、プロセッサ３０１はステップ７０３において、指数セット｛１、２、…、ｎ｝から指数サブセット｛ａ＿１、ａ＿２、…、ａ＿ｋ｝を無作為に選択する。次に、プロセッサ３０１はステップ７０４において、ＲＦＩＤリーダ１０２を制御して、ｉ番目のデジタル署名セットのデジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ａ＿ｋ}｝を読み取るよう要求する読み取り要求をリーダ接続素子３０３を介してＲＦＩＤタグ１０１−１へ送信させ、ＲＦＩＤタグ１０１−１からの応答データを待機する。プロセッサ３０１はステップ７０５において、複数回にわたってタイムアウトになったかどうかを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、認証部３０１−１はステップ７０６において、エラーが発生したため認証結果は「Ｅｒｒｏｒ」であると判定する。ここで、エラー判定を出すまでに許容するタイムアウトの回数については、任意に選択できる。この回数を選択する方法は当業者にはよく知られている。ステップ７０５において、複数回のタイムアウト回数に達するまでＲＦＩＤタグ１０１−１から送られてきたデジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿ｋ}｝が受信され（ステップ７０７）、その後ステップ７０８において、プロセッサ３０１がメモリ３０４からその製造者に対応する公開鍵を取り出す。次にステップ７０９において、デジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿ｋ}｝が製造者の公開鍵を使用して検証される。ステップ７１０において、デジタル署名サブセット｛ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿１}，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿２}，…，ＳＩＧ_{ｉ，ｂ＿ｋ}｝の有効性が検証される。このデジタル署名サブセットが有効でない場合、認証部３０１−１は、そのＲＦＩＤタグ１０１−１は偽のタグであり、したがってそのＲＦＩＤタグ１０１−１を含むマルチコア・タグ１０１が付けられた製品は偽物であると判定し、認証結果は「Ｆａｋｅ」となる（ステップ７１１）。有効な場合は、ステップ７１２において、指数サブセット｛ｂ＿１，ｂ＿２，…，ｂ＿ｋ｝はステップ７０３で無作為に選択された指数サブセット｛ａ＿１，ａ＿２，…，ａ＿ｋ｝と等しいかどうかが判定される。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、認証部３０１−１は、このＲＦＩＤタグ１０１−１は本物のタグであると判断し、この認証の結果は「Ｇｅｎｕｉｎｅ」となる（ステップ７１３）。判定結果が「ＹＥＳ」でない場合、プロセッサ３０１はステップ７１４でカウンタの値ｉを１増分し、ステップ７１５でｉ＞ｍかどうかを判定する。ｉ＞ｍの場合、認証部３０１−１は、ＲＦＩＤタグ１０１−１内のすべてのデジタル署名セットがすでに読み取られてロックされていると判定し、この認証の結果は「Ａｌｌ ｌｏｃｋｅｄ」になる（ステップ７１６）。ｉ＞ｍでない場合、プロセスはステップ７０３に戻り、ステップ７０３以降の動作が繰り返される。上記のプロセスにより、ＲＦＩＤリーダ１０２はＲＦＩＤタグ１０１−１を認証することができる。

上記の説明から、タグ内で「ロッキング」動作を実行することにより、タグのクローン作成が防止されることが分かる。最初に、偽の製品である確率を計算する例として、ｍ＝１、ｋ＝１、ＮＴ＝１の場合について説明する。この例では、各マルチコア・タグ内に１つのＲＦＩＤタグが含まれ、そのＲＦＩＤタグには１つのデジタル署名セットが含まれ、ＲＦＩＤリーダはそのデジタル署名セットから１回に１つの署名の読み取りを要求する。偽造者は、本物のマルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグに記憶される全ｎ個のデジタル署名のうち１つのみを取得でき、他のｎ−１個のデジタル署名は読み取られない。そのため、偽のタグに含まれる有効なデジタル署名は１つのみであり、クローン・タグがそれ以上見られることはない。本物のリーダがこのような偽のタグを検証する際には、リーダは｛１、２、…ｎ｝から無作為にｉを選択して、マルチコア・タグに含まれるＲＦＩＤタグのＳＩＧ_ｉの読み取りを要求する。したがって、偽のマルチコア・タグが検出される確率は（ｎ−１）／ｎである。一般に、ｐ個の偽マルチコア・タグが検出される確率は１−（１／ｎ）^Ｐである。ｎ＝２の場合を例にとると、１つの偽マルチコア・タグが検出を逃れる確率は５０％であるが、１２個の偽マルチコア・タグが検出を逃れる確率は０．０２５％未満の低さとなる。換言すれば、１２個の偽マルチコア・タグが検出される確率は９９．９７％超である。１＜ｋ＜ｎ＊０．５の場合には、偽マルチコア・タグが検出される確率はさらに高くなることは明白である。検出率はｋ＝ｎ＊０．５のときに最も高くなる。例えば、ｎ＝１２（マルチコア・タグ内の１つのＲＦＩＤタグに、１２個のデジタル署名で構成されるデジタル署名セットが格納されている）で、ｋ＝６（１２個のデジタル署名から６つのデジタル署名が検証対象として無作為に選択される）とする。１つの偽マルチコア・タグ内に最大６個のデジタル署名が格納されているため、その偽マルチコア・タグが検出される確率は１−１／Ｃ_１２ ^６、つまり９９．８９％となる。このとき、２つの偽マルチコア・タグが検出を逃れる確率は０．０００１２％未満である。したがって、本発明が提供する、ロッキング機能を備えたＲＦＩＤタグを含むマルチコア・タグで構成されるＲＦＩＤシステムを使用して製品を検証するためのソリューションは、効果的かつ効率的に大量偽造を阻止することができる。

さらに、マルチコア・タグ内に複数のＲＦＩＤタグが存在する場合には、偽マルチコア・タグが検出される確率はさらに高まる。例えば、ｍ＝１およびｋ＝１で、かつＮＴ＞１であるとする。この場合、マルチコア・タグ内に複数のＲＦＩＤタグが存在し、各ＲＦＩＤタグはｎ個のデジタル署名で構成される１つのデジタル署名セットを含み、ＲＦＩＤリーダはｎ個のデジタル署名から１回に１つを読み取るよう要求する。前述したように、ＲＦＩＤリーダがマルチコア・タグを本物として認証するのは、ＲＦＩＤリーダがマルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグを検証したときの結果がすべて「Ｇｅｎｕｉｎｅ」の場合のみである。偽マルチコア・タグ内の全ＮＴ個のＲＦＩＤタグが「Ｇｅｎｕｉｎｅ」として認証される確率は（１／ｎ）^ＮＴであることは容易に推論できる。したがって、１個の偽マルチコア・タグが検出される確率は、１−（１／ｎ）^ＮＴである。ここで再びｎ＝２を例にとると、ＮＴ＝１２（すなわち、マルチコア・タグ内に１２個のＲＦＩＤタグがある）の場合は、偽のマルチコア・タグが検出される確率は９９．９７％となる。

また、複数のデジタル署名セットを使用することの利点は明白である。ｍセットを使用することで、本物のＲＦＩＤタグはリーダによって少なくともｍ回にわたって本物として認証される。製品はときにギフトとして購入され、実際に消費される前に数人の手に渡ることもあるので、ｍ回にわたって認証されることは有用である。この状況では、購入者や最終消費者だけでなく、中間の人も製品の認証を必要とする可能性がある。各ＲＦＩＤタグにｍセットが記憶されている場合、各ＲＦＩＤタグは少なくともｍ回にわたって検証されることになるので、これらのＲＦＩＤタグを含むマルチコア・タグが本物として認証される回数もその分増大する。

上記では本発明の例示的な実施の形態が提示されたが、他の実施例、変更、および異形も本発明の範囲から逸脱することなく使用することができる。例えば、上記の実施例では、マルチコア・タグ認証中に各ＲＦＩＤタグを読み取るときに、どのデジタル署名セットを読み取るべきかは指定されない。すなわち、１つのＲＦＩＤタグが読み取られる際には、その中の第１のデジタル署名セットが最初に読み取られ、そのデジタル署名セットがロックされたかどうかは、読み取り済みのデジタル署名の指数が読み取りを要求されたデジタル署名の指数と一致するかどうかによって判定される。そのデジタル署名セットがロックされている場合には、このＲＦＩＤタグ内の次のデジタル署名セットが読み取られる。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明の他の実施例においては、現時点でＲＦＩＤタグ内の未ロックのデジタル署名セットのうち最小のシーケンス番号を有するデジタル署名セットのシーケンス番号を示すために、マルチコア・タグ内の各ＲＦＩＤタグに対して１つの変数（例えばＳ_{ｕｎｒｅａｄ}）をセットすることができる。そして、デジタル署名の読み取りが実行される都度、読み取り前にＳ_{ｕｎｒｅａｄ}の値を例えばＥＰＣコードと共にＲＦＩＤリーダに送信し、ＲＦＩＤタグが読み取られた後にＳ_{ｕｎｒｅａｄ}の値を増分することができる。これにより、ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤタグを読み取る際には、読み取りを直接このデジタル署名セットから開始することが可能になる。例えば、ＲＦＩＤタグ内のどのデジタル署名セットもロックされていない場合には、Ｓ_{ｕｎｒｅａｄ}＝１となり、ＲＦＩＤリーダはこのＲＦＩＤタグ内の第１のデジタル署名セットから読み取りを開始する。第１のデジタル署名セットのロックと読み取りが完了すると、Ｓ_{ｕｎｒｅａｄ}が２に増分される。これにより、ＲＦＩＤリーダが次にＲＦＩＤタグを読み取る際には第２のデジタル署名セットから直接開始できるため、第１のデジタル署名セットの読み取り結果に基づいて第１のデジタル署名セットがロックされたかどうかを判定する必要はない。ＲＦＩＤリーダは、Ｓ_{ｕｎｒｅａｄ}＞ｍであることを認識すると、ＲＦＩＤタグ内のすべてのデジタル署名セットがロックされたと推論できるので、直ちに「Ａｌｌ ｌｏｃｋｅｄ」の判定を下すことができる。

これに代わるもう１つの方法としては、マルチコア・タグ内の各ＲＦＩＤタグに存在する各デジタル署名セットに対して「Ｌｏｃｋｅｄ」のフラグをセットする方法がある。デジタル署名セットに対して初めて読み取り要求が発行されたとき、ＲＦＩＤタグはこのデジタル署名セットに対してロッキング動作を実行し、「Ｌｏｃｋｅｄ」フラグを例えば「１」にセットして、このデジタル署名セットがロックされたことを示す。これにより、ＲＦＩＤリーダがこのデジタル署名セットの読み取りを次に要求したときには、ＲＦＩＤタグは「Ｌｏｃｋｅｄ」フラグを直接ＲＦＩＤリーダに返して、対応するデジタル署名セットがロックされたことを示すことができる。そのため図４および７に示した上記の実施例とは異なり、ＲＦＩＤリーダは、返されたデジタル署名の指数が読み取りを要求したデジタル署名の指数と一致するかどうか基づいて、そのデジタル署名セットがロックされたかどうかを判定する必要がない。

上記の実施例においては、検証可能データはデジタル署名である。しかし、当該技術に精通した当業者にとっては、他の形態の検証可能データの場合であっても、本発明で提案される「ロッキング」機能によって、本物のタグに認証をパスさせる一方で、そのクローン化を防止するという技術的効果が達成されることは明らかである。また、当業者であれば、本明細書の説明をもとに、様々な形態の検証可能データを使用して本発明の技術的ソリューションを容易に実現できる。

上記から明らかなように、本発明の各実施例によれば、ＲＦＩＤタグにロッキング機能が導入され、さらには複数のＲＦＩＤタグが１つのマルチコア・タグに集約される。そのため、ＲＦＩＤタグに記憶された複数のデジタル署名と、各ＲＦＩＤタグが実行するロッキング機能と、マルチコア・タグ内のＲＦＩＤタグ全体に対して実行される認証とによって、偽の製品が検出される確率が大幅に高まる。これにより、安価な無線周波数識別タグ内のデータのクローン化を効果的に防止して、偽造品の大量発生を阻むことができる。

さらに、各ＲＦＩＤタグでは、複数のデジタル署名が複数セットに分割されて、ＲＦＩＤタグ上に記憶される。署名セットを導入することにより、本物のタグが少なくともｍ回（ｍはデジタル署名セット数）にわたって本物として検証されることが保証される。

以上、本発明を特定の好適な実施例を参照して説明してきたが、その形態と詳細については、付記した特許請求項に定義される本発明の精神と範囲から逸脱することなく様々な変更を行えることは当業者には理解されるであろう。

本発明の第１の実施例による、マルチコア・タグ１０１とＲＦＩＤリーダ１０２とを備えるＲＦＩＤシステム１００を示す。 本発明の第１の実施例による、マルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ１０１−１の内部構造を示す概略図である。 本発明の第１の実施例によるＲＦＩＤリーダ１０２の内部構造を示す概略図である。 図１に示すマルチコア・タグ１０１内のＲＦＩＤタグ１０１−１の、ＲＦＩＤリーダ１０２から読み取り要求を受信したときの動作を示すフロー・チャートである。 ＲＦＩＤリーダ１０２が読み取り要求をマルチコア・タグ１０１に送信し、読み取ったデジタル署名に基づいてマルチコア・タグ１０１を認証するときの動作を示すフロー・チャートである。 図５のステップ５０２および５０３の詳細を示す。 図５のステップ５０４の詳細を示す。

Claims (33)

1. 識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶する複数の無線周波数識別タグを有するマルチコア・タグと、
   前記マルチコア・タグ内の複数の無線周波数識別タグに対して、前記無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無作為に選択した当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を送信し、前記マルチコア・タグから読み取った当該検証可能データ・セットの第１の部分に基づいて前記マルチコア・タグを認証する無線周波数識別リーダとを備え、
   前記マルチコア・タグ内の各前記無線周波数識別タグが、
   前記無線周波数識別リーダから読み取り要求を受信した際、要求された前記検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合には、それ以降は、要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、前記第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行する制御手段を備えることを特徴とする無線周波数識別システム。
2. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、前記無線周波数識別リーダからステータス要求を受信すると、当該マルチコア・タグ内の無線周波数識別タグの総数及び当該無線周波数識別タグのシーケンス番号に関する情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
3. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、前記第１の処理を実行後に、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分を無線周波数識別リーダによって読み取らせることを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
4. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セット内の読取り可能なデータの一部を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
5. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セットの一部が読み取りできないことを示す情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
6. 前記マルチコア・タグは認証対象の製品に取り付けられ、前記識別コードが電子製品コードを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
7. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータは、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードを暗号化することにより生成されることを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
8. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータは、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードと他の情報を暗号化することにより生成されることを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
9. 要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータは、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分に含まれないデータであることを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
10. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セットは、ｎ個のデジタル署名ＳＩＧ１，ＳＩＧ２，．．．，ＳＩＧｎを含み、前記第１の部分は、ｎ個のデジタル署名のｋ個のデジタル署名を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線周波数識別システム。
11. ｎが偶数の場合ｋ＝ｎ＊０．５で有り、ｎが奇数の場合ｋ＝ｎ＊０．５＋０．５あるいはｋ＝ｎ＊０．５−０．５であることを特徴とする請求項１０に記載の無線周波数識別システム。
12. 識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶する複数の無線周波数識別タグを含み、
    各前記無線周波数識別タグが、
    前記無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無線周波数識別リーダにより無作為に選択された当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を前記無線周波数識別リーダから受信した際、要求された前記検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合に、それ以降は、要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、前記第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行する制御手段を備えることを特徴とするマルチコア・タグ。
13. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、前記無線周波数識別リーダからステータス要求を受信すると、当該マルチコア・タグ内の無線周波数識別タグの総数及び当該無線周波数識別タグのシーケンス番号に関する情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
14. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、前記第１の処理を実行後に、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分を前記無線周波数識別リーダによって読み取らせることを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
15. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セット内の読取り可能なデータの一部を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
16. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグは、要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セットの一部が読み取りできないことを示す情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
17. 前記マルチコア・タグは認証対象の製品に取り付けられ、前記識別コードが電子製品コードを含むことを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
18. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータは、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードを暗号化することにより生成されることを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
19. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータは、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードと他の情報を暗号化することにより生成されることを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
20. 要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータは、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分に含まれないデータであることを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
21. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セットは、ｎ個のデジタル署名ＳＩＧ１，ＳＩＧ２，．．．，ＳＩＧｎを含み、前記第１の部分は、ｎ個のデジタル署名のｋ個のデジタル署名を含むことを特徴とする請求項１２に記載のマルチコア・タグ。
22. ｎが偶数の場合ｋ＝ｎ＊０．５で有り、ｎが奇数の場合ｋ＝ｎ＊０．５＋０．５あるいはｋ＝ｎ＊０．５−０．５であることを特徴とする請求項２１に記載のマルチコア・タグ。
23. マルチコア・タグに含まれる複数の無線周波数識別タグの各々に識別コードと少なくとも１の検証可能データ・セットとを記憶し、
    無線周波数識別リーダにおいて、前記マルチコア・タグ内の複数の無線周波数識別タグに対して、前記無線周波数識別タグ上に記憶された少なくとも１の検証可能データ・セットの第１の部分であって、無作為に選択した当該第１の部分を読み取るよう要求する読み取り要求を送信し、前記マルチコア・タグから読み取った当該検証可能データ・セットの第１の部分に基づいて前記マルチコア・タグを認証し、
    前記マルチコア・タグ内の各前記無線周波数識別タグが、前記無線周波数識別リーダから読み取り要求を受信した際、要求された前記検証可能データ・セット内のすべてのデータが読み取り可能な場合には、それ以降は要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータであって、前記第１の部分の補集合である当該データを読み取ることができないように第１の処理を実行することを特徴とする無線周波数識別方法。
24. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグが、前記無線周波数識別リーダからステータス要求を受信すると、当該マルチコア・タグ内の無線周波数識別タグの総数及び当該無線周波数識別タグのシーケンス番号に関する情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
25. 前記無線周波数識別タグが、
    前記第１の処理を実行後に、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分を読み取らせることを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
26. 前記無線周波数識別タグが、
    要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セット内の読取り可能なデータの一部を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
27. 前記無線周波数識別タグが、
    要求された前記検証可能データ・セットについて前記第１の処理が実行された場合、前記検証可能データ・セットの一部が読み取りできないことを示す情報を前記無線周波数識別リーダに対して提供することを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
28. 前記マルチコア・タグは認証対象の製品に取り付けられ、前記識別コードが電子製品コードを含むことを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
29. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータを、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードを暗号化することにより生成することを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
30. 前記マルチコア・タグの前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セット内のデータを、前記無線周波数識別タグに格納された前記識別コードと他の情報を暗号化することにより生成することを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
31. 要求された前記検証可能データ・セットの少なくとも１つのデータは、要求された前記検証可能データ・セットの第１の部分に含まれないデータであることを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
32. 前記マルチコア・タグ内の前記各無線周波数識別タグに格納された少なくとも１の前記検証可能データ・セットは、ｎ個のデジタル署名ＳＩＧ１，ＳＩＧ２，．．．，ＳＩＧｎを含み、前記第１の部分は、ｎ個のデジタル署名のｋ個のデジタル署名を含むことを特徴とする請求項２３に記載の無線周波数識別方法。
33. ｎが偶数の場合ｋ＝ｎ＊０．５であり、ｎが奇数の場合ｋ＝ｎ＊０．５＋０．５あるいはｋ＝ｎ＊０．５−０．５であることを特徴とする請求項３２に記載の無線周波数識別方法。

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