JP4899499B2

JP4899499B2 - Ｉｃカード発行方法、ｉｃカード発行システムおよびｉｃカード

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Publication number: JP4899499B2
Application number: JP2006021740A
Authority: JP
Inventors: 和義入澤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: JP2007206765A

Description

本発明は、ＩＣカードを発行するＩＣカード発行方法、ＩＣカード発行システムおよびＩＣカードの技術分野に属し、更に詳しくは、バーチャルマシンを備えたＩＣカードを発行するための技術分野に属する。

ＩＣカードとは、クレジットカードサイズのカード媒体にＩＣチップを埋め込み、ＩＣチップのメモリにデータを記録できるカードである。近年、ＩＣカードはキャッシュカード、クレジットカードまたは電子マネーなどに幅広い用途で利用されている。

従来、ＩＣカード用ＩＣチップの電気的に書換え可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）の容量は非常に小さい容量（例えば、数Ｋバイト）であったため、アプリケーションの追加/削除が不可能なＮａｔｉｖｅＩＣカードが主流であった。

しかし、近年の半導体技術の進歩によって、現在は、数十Ｋバイトから１００Ｋバイトを超えるＥＥＰＲＯＭの容量を有するＩＣカード用ＩＣチップがリリースされていることもあり、ＪＡＶＡ（登録商標）に代表される高級言語の解釈機能を備えたバーチャルマシンが組み込まれ、アプリケーションの追加/削除が可能なマルチアプリケーションＩＣカードが普及しつつある。

バーチャルマシンを備えたマルチアプリケーションＩＣカードにおいては、バーチャルマシンに対応した高級言語でアプリケーションの開発が行えるため、アプリケーションの開発効率が向上する等のメリットはあるが、大量にＩＣカードを発行するＩＣカード製造会社では、１枚のＩＣカードを発行する時間が長くなってしまう問題がある。

ＩＣカード自体に工夫を施し、高速でＩＣカードを発行する一つの発明として、ＩＣカードの発行内容が同じ場合には、マスターとなるＩＣカードを予め所定のコマンドで発行し、発行後のメモリマップをダンプし、他のＩＣカードにコピーすることで、ＩＣカードへ送信するコマンドを減らし、ＩＣカードがコマンドを処理する時間を短縮することで、高速でＩＣカードを発行する発明が特許文献１で開示されている。

また、特許文献２では、ＩＣカード発行時はカード発行専用通信経路を用いてデータ通信することによって、一般的に用いられるＩＳＯプロトコルの時間制限に制約されることなく、高速で発行データの書込みを行なうことのできる技術が開示されている。

しかし、こられの技術は、上述のマルチアプリケーションＩＣカードを、バーチャルマシンを利用して発行するときにバーチャルマシンに起因する時間、例えば、バーチャルマシンが動作するために必要な時間や、バーチャルマシンが高級言語を解釈する時間を削減することができない。
特願２００５−３７６９７７号公報特開２００３−１６４０４号公報

そこで、本発明は、たとえ発行するＩＣカードがバーチャルマシンを備えたＩＣカードであっても、ＩＣカードを高速に発行することができるＩＣカード発行方法、ＩＣカード発行システム、および、本発明のＩＣカード発行方法に必要なＩＣカードを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、バーチャルマシンを備えたＩＣカードを発行するＩＣカード発行方法であって、前記ＩＣカード発行方法は、ＩＣカード発行機が、前記バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用して前記ＩＣカードを発行したとき、前記不揮発性メモリに形成されるメモリマップを作成するメモリマップ作成工程と、前記ＩＣカード発行機が前記ＩＣカードを活性化し、前記ＩＣカードが、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする工程と、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるライトコマンドを用いて、前記メモリマップ作成工程で作成した前記メモリマップに含まれる機密データ以外のデータを平文で前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記揮発性メモリにコピーされた前記発行フラグにより前記発行コマンドの実行許可が示されている場合、前記ライトコマンドにより、前記平文の内容を前記不揮発性メモリに書き込み、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるメモリチェックコマンドを用いて、前記不揮発性メモリに書き込んだ前記平文の内容の整合性を確認する第１の発行工程と、前記ＩＣカード発行機が、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットするためのコマンドを前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットする工程と、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つである暗号ライトコマンド用いて、前記メモリマップ作成工程で作成された前記メモリマップに含まれる機密データを暗号化した暗号文を前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記揮発性メモリにコピーされた前記発行フラグにより前記発コマンドの実行許可が示されている場合、前記暗号ライトコマンドにより、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて前記暗号文を復号した内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込み、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるメモリチェックコマンドを用いて、前記不揮発性メモリに書き込んだ前記暗号文の内容の整合性を確認する第２の発行工程と、前記ＩＣカード発行機が前記ＩＣカードを非活性化する工程とを備えていることを特徴とする。

更に、第２の発明は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、バーチャルマシンを備えたＩＣカードと、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリにデータを書き込むＩＣカード発行機とから、少なくとも構成されるＩＣカードシステムであって、前記ＩＣカードは、前記ＩＣカード発行機により前記ＩＣカードが活性化されると、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする手段と、前記発行コマンドとして、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に、前記ＩＣカード発行機から送信された平文を書き込むライトコマンドと、前記ＩＣカード発行機から送信された暗号文を、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて復号し、復号した暗号文の内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込む暗号ライトコマンドと、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを発行不可にセットするコマンドと、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に記憶された内容の整合性を確認するメモリチェックコマンドを備え、前記ＩＣカード発行機は、前記ＩＣカード以外の装置を用い、前記バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用して前記ＩＣカードを発行したときに前記不揮発性メモリに形成されるメモリマップを記憶し、前記ＩＣカードと電気的に接続しデータ通信する手段と、前記ＩＣカードを活性化及び非活性化する手段と、前記ＩＣカードを活性化させた後、前記ライトコマンドを利用して、前記メモリマップに含まれる機密データ以外のデータを平文で前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリの指定したアドレス空間に該平文を書き込んだ後、前記メモリチェックコマンドを用い、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに書き込んだ内容の整合性を確認する第１の発行手段と、前記第１の発行手段を作動させた後、前記ＩＣカードの前記発行フラグを発行不可の状態にセットするコマンド用いて、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットする手段と、前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットした後、前記暗号ライトコマンドを利用して、前記メモリマップに含まれる機密データを暗号化した暗号文を前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリの指定したアドレス空間に前記暗号文を復号した内容を書き込んだ後、前記メモリチェックコマンドを用い、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに書き込んだ内容の整合性を確認してから、前記ＩＣカードを非活性化する第２の発行手段を備えていることを特徴とする。

更に、第３の発明は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリを備え、バーチャルマシンを有するＩＣカードであって、前記ＩＣカードが活性化されると、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする手段と、前記発行コマンドとして、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に、前記ＩＣカード発行機から送信された平文を書き込むライトコマンドと、前記ＩＣカード発行機から送信された暗号文を、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて復号し、復号した暗号文の内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込む暗号ライトコマンドと、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを発行不可にセットするコマンドと、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に記憶された内容の整合性を確認するメモリチェックコマンドを備えていることを特徴とする。

上述した本発明によれば、ＩＣカード以外の装置を用い、バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用して前記ＩＣカードを発行したとき、前記不揮発性メモリに形成されるメモリマップを作成し、作成したメモリマップの内容を、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動するコマンドによって、ＩＣカードの不揮発性メモリのアドレス空間にコピーすることで、ＩＣカード発行時にＩＣカードに送信するコマンドを減らすことができるとともに、バーチャルマシンを作動させることなく発行できるため、１枚当たりのＩＣカード発行時間を短縮できる。

なお、不揮発性メモリのアドレス空間にコピーされる内容は、本来、バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用したときに形成されるメモリマップの内容であるため、前記ＩＣカード後でもバーチャルマシンは前記不揮発性メモリに正常にアクセスできる。なお、作成したメモリマップの内容を不揮発性メモリのアドレス空間にコピーする際は、大量なデータが一度に不揮発性メモリに書き込まれるため、不揮発性メモリの内容の整合性を確認することが望ましい。

ここで、不揮発性メモリの内容の整合性確認は、不揮発性メモリの指定されたアドレス空間から演算されるチェックコードを用いて確認する方法が望ましい。なお、チェックコードとは、チェックサム、ＤＥＳ鍵を用いたＭＡＣ（Message Authentication Code）や、ＳＨＡ１によって演算されるハッシュ値などを意味する。

加えて、作成したメモリマップの中から指定されたアドレス空間内の内容を暗号化した暗号文をＩＣカードに送信し、ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて暗号文を復号し、復号した内容を不揮発性メモリのアドレス空間に書き込むことで、例えば、暗証番号などの個人情報がＩＣカードとＩＣカード発行機の通信中に盗聴されることを防止できる。なお、平文をＩＣカードに送信する発行と、暗号文をＩＣカードに送信する発行とは順不同であってよく、ランダムでもかまわない。

ここから、本発明に関わるＩＣカード発行システムおよびＩＣカード１について、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、ＩＣカード発行システムのアーキテクチャを説明する図である。図１に示したようにＩＣカード発行システムは、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（ここでは、ＥＥＰＲＯＭ）を有するＩＣカード１と、ＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭにデータを書き込むＩＣカード発行機３とから構成される。

図１で示したＩＣカード１は、ＪＡＶＡ（登録商標）やＭＵＬＴＯＳ（登録商標）などに代表されるバーチャルマシンが実装されたマルチアプリケーションＩＣカードで、バーチャルマシンで解釈実行される命令で記述されたアプリケーションを、ＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭに登録／削除できる。

本発明に係るＩＣカード１は発行専用のコマンドである複数の発行コマンドを有し、ＩＣカード１を発行するためのＩＣカード発行機３は、ＩＣカード１のバーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用してＩＣカード１を発行したときＥＥＰＲＯＭに形成されるメモリマップを記憶し、この複数の発行コマンドを組み合せて、メモリマップの全て或いは一部の内容をＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭに書き込むことで、ＩＣカード１を発行する。

この発行コマンドはＩＣカード１に実装されたＩＣチップのＣＰＵに対応したマシン語で記述され、発行時はバーチャルマシンが起動することなく、ＩＣカード１を発行できるため、バーチャルマシンが動作するために必要な時間を削減でき、１枚のＩＣカード１の発行に要する時間を短縮することができる。

図２は、図１で示したＩＣカード１に実装されるＩＣチップ２の内部構成図で、図３は、図１で示したＩＣカード発行システムの機能構成図である。

図２に示したようにＩＣカード１のＩＣチップ２には、演算機能およびＩＣチップ２が具備するデバイスを制御する機能を備えた中央演算装置２０（CPU：Central Processing Unit）、読み出し専用の不揮発性メモリ２２（ROＭ：Read Only Memory、）、電気的に書換え可能な不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ２１（EEPROM：Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略）、揮発性メモリとしてランダムアクセスメモリ２３（RAM：Random Access Memory）、および、外部の端末装置とデータ通信するための接触Ｉ／Ｆ回路２４と、暗号演算回路２５を少なくとも備なえている。

本発明は、ＩＣカード１に実装されるＩＣチップ２の仕様をなんら限定するものではなく、ＩＣカード１の用途に適した仕様のＩＣチップ２を選択することができる。例えば、ＲＯＭ２２およびＥＥＰＲＯＭ２１の容量については限定しないし、書換え可能な不揮発性メモリはフラッシュメモリ等であっても構わない。またＩＣチップ２は乱数を生成する乱数生成回路等の図示していない他のデバイスを備えていても構わない。

なお、図１においては、ＩＣカード１を接触ＩＣカードとして図示しているが、本発明は何らＩＣカード１の通信方式に依存するものではなく、無線でデータ通信する非接触ＩＣカード、または、接触データ通信と非接触データ通信の２つの通信機能を備えたデュアルインターフェースＩＣカードであってもよい。加えて、ＩＣカード１は、ＩＣチップ２の近辺を短冊状に切り取った形状をしているＳＩＭ（Subscriber Identity Module）であってもよい。

図３で示したように、ＩＣカード１のＲＯＭ２２には、ＩＣカード１に実装されるＩＣチップ２の仕様差分を吸収するためのプログラムであるカードＯＳ１１（Operating System）上に、言語の解釈機能を備えたバーチャルマシン１０が実装されている。

カードＯＳ１１は、ＩＣチップ２に対応したマシン語で記述され、バーチャルマシン１０を介さずに動作する複数の発行コマンドを備え、少なくともこの発行コマンドには、ＩＣカード発行機３から送信される平文をＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭ２１に書き込むためのコマンドであるライトコマンド１１０と、ＩＣカード発行機３から送信される暗号文をＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭ２１に書き込むためのコマンドである暗号ライトコマンド１１１と、ＩＣカード１のＥＥＰＲＯＭ２１に書き込んだ内容をチェックするためのコマンドであるメモリチェックコマンド１１２とが含まれる。

上述しているように、これらのコマンドはＩＣチップ２に対応したマシン語で記述され、図２で示したＩＣチップ２のハードウェア資源を利用したプログラムある。マシン語で記述されているこれらのコマンドは、バーチャルマシン１０で解釈されることなく動作するため、バーチャルマシン１０を利用するために必要な時間、例えば、バーチャルマシン１０の起動時間、バーチャルマシン１０が命令を解釈する時間を削減でき、バーチャルマシン１０を利用するときよりも高速でＥＥＰＲＯＭ２１にアクセスでき、１枚当たりの発行時間を短縮できる。

アプリケーション１２が発行される前にＥＥＰＲＯＭ２１には、カードＯＳ１１が利用するデータとして、少なくとも、ＩＣカード１ごとに固有であり、発行コマンドを用いてＩＣカード１を発行するときに利用される暗号鍵であるセッション鍵１３と、ＩＣカード１に備えられた発行コマンドの実行を制御するために設けられた発行フラグ１４が書き込まれている。これらのデータは、上述しているライトコマンド１１０または専用のコマンドによって、カードＯＳ１１が管理するＥＥＰＲＯＭ２１の領域に記憶される。

セッション鍵１３とは、ＩＣカード発行機３から送信される暗号文を復号するときや、ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれたデータのチェックコードを演算するときに利用される暗号鍵である。本実施の形態において、セッション鍵１３は、ＲＯＭ２２に記憶されたＲＯＭ鍵１１３によって暗号化された状態でＥＥＰＲＯＭ２１に記憶される。そして、セッション鍵１３を利用するときは、ＲＯＭ鍵１１３で復号され使用される。

ＩＣカード１ごとにセッション鍵１３を設けるのは、セキュリティ高くＩＣカード１を発行するためである。例えば、ユーザの暗証番号など外部に漏洩してはならない機密なデータをＩＣカード１に書き込むときは、ＩＣカード発行機３から機密なデータは、セッション鍵１３で暗号化された状態でＩＣカード１に送信される。

この機密データを暗号化する暗号鍵をＩＣカード１すべてにおいて共通であると、共通の暗号鍵が何らかの理由で漏洩した場合、ＩＣカード発行機３とＩＣカード１間で伝送されるデータを傍受すれば機密なデータのすべてが解読されてしまう。そこで、ＩＣカード１ごとに固有のセッション鍵１３を設けることで、発行時のセキュリティを高める。

発行フラグ１４とは、ＩＣカード１に備えられた発行コマンドの実行を制御するために設けられたフラグである。ＩＣカード１発行後においても発行コマンドが動作すると、バーチャルマシン１０を介さずにＥＥＰＲＯＭ２１に直接アクセスでき、セキュリティ的に脆弱になるため、発行後にＩＣカード１の発行コマンドが動作しない制御をするために、ＥＥＰＲＯＭ２１には発行フラグ１４が設けられている。

ＩＣカード１が活性化されると、ＩＣカード１はＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている発行フラグ１４をＲＡＭ２３にコピーし、ＲＡＭ２３にコピーされた発行フラグ１４によって、発行コマンドの実行が制御される。

ＲＡＭ２３にコピーされた発行フラグ１４によって、カードＯＳ１１の発行コマンドの実行許可が示されている場合には、ＩＣカードはカードＯＳ１１の発行コマンドを実行し、ＲＡＭ２３にコピーされた発行フラグによって、カードＯＳ１１の発行コマンドの実行不可が示されている場合には、ＩＣカードはカードＯＳ１１の発行コマンドの実行を禁止する。この発行フラグは、ＩＣカード製造会社などにおいてＩＣカード１が発行された後に、カードＯＳ１１の発行コマンドの実行不可に設定される。

加えて、ＥＥＰＲＯＭ２１には、ＩＣカード製造会社などで、上述した発行コマンドを用いて、ＩＣカード発行機３は少なくとも一つのアプリケーション１２が書き込まれる。

図４は、アプリケーション１２に含まれるデータを説明するための図である。ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれる一つのアプリケーション１２には、アプリケーション１２で共通のデータである共通データ１２０と、ＩＣカード１ごとに個別のデータである個別データ１２１と、ＩＣカード１ごとに個別で機密性の極めて高い個別機密データ１２２（例えば、ユーザの暗証番号など）とが含まれる。

発行時においては、共通データ１２０および個別データ１２１はライトコマンド１１０でＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれ、個別機密データ１２２は暗号ライトコマンド１１１によって書き込まれ、ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれたデータはメモリチェックコマンド１１２によってデータの整合性が確認される。

なお、図４は単にアプリケーション１２に含まれるデータを説明するための図であって、実際のアプリケーション１２のデータ構造は図４とは異なり、共通データ１２０のデータ構造の中に個別データ１２１や個別機密データ１２２のデータ構造が含まれていてもよい。データを書き込むＥＥＰＲＯＭ２１のアドレスが既知でさえあれば、上述したライトコマンド１１０や暗号ライトコマンド１１１を用いて、このアドレスから所定のデータを書き込むことができる。

ここから、カードＯＳ１１が有する各発行コマンドについて詳細に説明する。上述した３つのコマンドは、いずれもＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−４のＣＡＳＥ３のコマンド構造に準拠し、それぞれの発行コマンドのデータフィールドの内容を図５に示す。図５は、ライトコマンド１１０、暗号ライトコマンド１１１およびメモリチェックコマンド１１２、それぞれのコマンドのデータフィールドの内容を説明する図である。

図５（ａ）は、ライトコマンド１１０のデータフィールドを説明する図で、ＩＣカード発行機３からＩＣカード１に送信されるライトコマンド１１０のコマンドＡＰＤＵ（Application Protocol Data Unit）のデータフィールドには、少なくとも、ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれるデータである平文１１０ｃと、平文１１０ｃの長さを示すデータ長１１０ｂと、平文１１０ｃを書き込むＥＥＰＲＯＭ２１の物理的あるいは論理的な開始アドレス１１０ａとが含まれる。平文１１０ｃが書き込まれるＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間は、この開始アドレス１１０ａとデータ長１１０ｂによって規定される。

ＩＣカード発行機３からＩＣカード１にライトコマンド１１０のコマンドＡＰＤＵが送信されると、カードＯＳ１１は受信したコマンドＡＰＤＵを解釈し、ライトコマンド１１０が実行される。ライトコマンド１１０が実行されると、ライトコマンド１１０はデータフィールドから開始アドレス１１０ａを取得し、バーチャルマシン１０を作動させることなく、開始アドレス１１０ａから平文１１０ｃをＥＥＰＲＯＭ２１に書込み、書込み結果を示すデータをレスポンスＡＰＤＵとして、ＩＣカード発行機３に返信する。

図５（ｂ）は、暗号ライトコマンド１１１のデータフィールドを説明する図で、ＩＣカード発行機３からＩＣカード１に送信される暗号ライトコマンド１１１のコマンドＡＰＤＵのデータフィールドには、少なくとも、ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれるデータがセッション鍵１３で暗号化された暗号文１１１ｃと、暗号文１１１ｃの長さを示すデータ長１１１ｂと、暗号文１１１ｃをセッション鍵１３で復号したデータを書き込むＥＥＰＲＯＭ２１の物理的あるいは論理的な開始アドレス１１１ａとが含まれる。暗号文１１１ｃを復号した内容が書き込まれるＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間は、この開始アドレス１１１ａとデータ長１１１ｂによって規定される。

また、ＩＣカード発行機３からＩＣカード１へ暗号ライトコマンド１１１のコマンドＡＰＤＵが送信されると、カードＯＳ１１が受信したコマンドＡＰＤＵを解釈し、暗号ライトコマンド１１１が作動する。暗号ライトコマンド１１１は、データフィールドから暗号文１１１ｃを取得すると、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されたセッション鍵１３をＲＯＭ鍵１１３で復号して、復号したセッション鍵１３で暗号文１１１ｃを復号し、暗号文１１１ｃを復号したデータをＥＥＰＲＯＭ２１に開始アドレス１１１ａからデータ長１１１ｂだけ書き込み、書込み結果を示すデータをレスポンスＡＰＤＵとして、ＩＣカード発行機３に返信する。

暗号ライトコマンド１１１に適用される暗号アルゴリズムは、ＩＣチップ２に備えられた暗号演算回路２５に依存し、本発明は何ら暗号アルゴリズムを規定するものではない。ＩＣカード１が発行される環境にもよるが、ＩＣカード発行会社やクレジットカード発行会社などのようにセキュリティ高くＩＣカード１を発行する環境が整っている場所においては、暗号ライトコマンド１１１に適用される暗号アルゴリズムはトリプルＤＥＳが発行時間を短縮できるため望ましいが、ＲＳＡなどの公開鍵アルゴリズムであってもよい。

図５（ｃ）は、メモリチェックコマンド１１２のデータフィールドを説明する図で、ＩＣカード発行機３からＩＣカード１に送信されるメモリチェックコマンド１１２のコマンドＡＰＤＵのデータフィールドには、少なくとも、ＩＣカードによって照合される照合チェックコード１１２ｃと、チェックコードを計算するデータの長さを示すデータ長１１２ｂと、チェックコードを演算するデータが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１の物理的あるいは論理的な開始アドレス１１２ａとが含まれる。データの整合性が確認されるＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間は、この開始アドレス１１２ａとデータ長１１２ｂによって規定される。

本実施の形態において、メモリチェックコマンド１１２に適用されたチェックコードの演算アルゴリズムは、Ｔｒｉｐｌｅ−ＤＥＳを利用したＭＡＣ（168bit）演算アルゴリズムを採用し、ＭＡＣの演算に用いられる暗号鍵はセッション鍵１３である。

ＩＣカード発行機３からＩＣカード１へメモリチェックコマンド１１２のコマンドＡＰＤＵが送信されると、カードＯＳ１１が受信したコマンドＡＰＤＵを解釈し、メモリチェックコマンド１１２が作動する。暗号ライトコマンド１１１は、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶され暗号化されたセッション鍵１３をＲＯＭ鍵１１３で復号し、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶され、開始アドレス１１２ａからデータ長１１２ｂで指定されるアドレス空間に記憶されたデータからチェックコードを演算し、演算したチェックコードとＩＣカード発行機３から受信した照合チェックコード１１２ｃを照合し、照合結果を含むレスポンスＡＰＤＵをＩＣカード発行機３に返信する。

図３に示したように、ＩＣカード発行機３には、上述したカードＯＳ１１に備えられた発行コマンドなどを利用してＩＣカード１を発行する発行アプリケーション３０と、ＩＣカード１と電気的に接続し、ＩＣカード１とデータ通信するデータ通信手段３１と、データを記憶するためのデータ記憶装置３２を備える。

ＩＣカード発行機３の発行アプリケーション３０とは、サーバなどのコンピュータ装置を動作させるプログラムで実現され、データ通信手段３１はＩＣカードリーダライタと同じ手段で実現され、データ記憶装置３２はハードディスクなどで実現される。

データ記憶装置３２には、エミュレータなどの装置を用い、ＩＣカード１のバーチャルマシン１０で解釈実行される命令により作動するコマンドを利用してＩＣカード１を発行したときＥＥＰＲＯＭ２１に形成されるメモリマップの内容を発行データとして記憶し、この発行データには、アプリケーション１２の共通データ１２０と共通データ１２０を書き込むアドレス空間、アプリケーション１２の個別データ１２１と個別データ１２１を書き込むアドレス空間、アプリケーション１２の個別機密データ１２２と個別機密データ１２２を書き込むアドレス空間とを記憶している。

アプリケーション１２の共通データ１２０は、アプリケーション１２ごとに共通なデータであるため、データ記憶装置３２にはアプリケーション１２ごとに一つの共通データ１２０が記憶される。また、個別データ１２１と個別機密データ１２２は、ＩＣカード１ごとに異なるデータであるため、データ記憶装置３２には発行枚数の数だけ個別データ１２１および個別機密データ１２２が記憶される。

ＩＣカード発行機３の発行アプリケーション３２は、ＩＣカード１に備えられたライトコマンド１１０を用いて、ＥＥＰＲＯＭ２１の所定のアドレス空間に、アプリケーション１２の共通データ１２０および個別データ１２１を書き込み、また、ユーザの暗証番号などの個別機密データ１２２は、暗号ライトコマンド１１１を用いて、ＥＥＰＲＯＭ２１の所定のアドレス空間に書き込まれる。

ここから、ＩＣカード発行機３が上述したカードＯＳ１１に備えられた発行コマンドを利用してＩＣカード１を発行する手順を説明する。図６は、ＩＣカード発行機３が０次発行を行う手順を示したフロー図で、図７は、ＩＣカード発行機３が１次および２次発行を行う手順を示したフロー図である。

まず、ＩＣカード発行機３が０次発行を行う手順について説明する。０次発行では、ＩＣカード１が動作するために最低限必要なデータがＩＣカード１に書き込まれ、本実施の形態においては、図３で示したデータの中で、セッション鍵１３と発行フラグ１４がＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれる。

この手順で最初に実行されるステップＳ１は、ＩＣカード１を活性化するステップである。このステップでは、ＩＣカード発行機３は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６などで定められた手順に従いＩＣカード１を活性化する。このステップでＩＣカード１を活性化した後は、定められた伝送プロトコルを用いたＩＣカード発行機３とＩＣカード１間のデータ通信が可能となる。なお、このステップが実行されるとき、ＩＣカード１は０次発行前であるため、発行フラグ１４はＲＡＭ２３にコピーされない。

次のステップＳ２は、ＥＥＰＲＯＭ２１にセッション鍵１３と発行フラグ１４とを書き込むステップである。例えば、ＩＣカード発行機３からＩＣカード１に送信されるライトコマンド１１０のコマンドＡＰＤＵには、ＲＯＭ鍵１１３で暗号化されたセッション鍵１３が含まれ、ＩＣカード１はＲＯＭ鍵１１３で暗号化されたセッション鍵１３をＥＥＰＲＯＭ２１の所定のアドレス空間に書き込む。また、発行フラグ１４は、ライトコマンド１１０によって、発行コマンドの実許可にセットされる。発行フラグ１４を発行コマンドの実行許可にセットした後、発行フラグ１４の内容はメモリチェックコマンド１１２などによってチェックされる。

次のステップＳ３は、ＩＣカード１を非活性化するステップである。このステップでは、ＩＣカード発行機３は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６などで定められた手順に従いＩＣカード１を非活性化する。このステップでＩＣカード１を非活性化した後に活性化されても、ＩＣカード１にはユーザごとに個別のデータは記憶されていないため、ＩＣカード１が悪用されることはない。

まず、ＩＣカード発行機３が１次および２次発行を行う手順について説明する。一般的に、１次発行ではアプリケーション１２のカード１ごとに固定値のデータがＩＣカード発行機３によってＩＣカード１に書き込まれ、２次発行ではＩＣカード１ごとに個別なデータがＩＣカード発行機３によってＩＣカード１に書き込まれる。

本実施の形態においては、１次発行と２次発行は１連のシーケンスで実施されるものとし、図３で示した共通データ１２０がアプリケーション１２のカード１ごとに固定値のデータとして１次発行で書き込まれ、個別データ１２１と個別機密データ１２２が２次発行で書き込まれる。

この手順で最初に実行されるステップＳ１０は、ＩＣカード１を活性化するステップである。このステップでは、ＩＣカード発行機３は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６などで定められた手順に従いＩＣカード１を活性化する。このステップでＩＣカード１を活性化した後は、定められた伝送プロトコルを用いたＩＣカード発行機３とＩＣカード１間のデータ通信が可能となる。なお、このステップが実行されるとき、ＩＣカード１は０次発行済みであるため、発行フラグ１４をＲＡＭ２３にコピーする。

次のステップＳ１１は、アプリケーション１２の共通データ１２０が書き込まれるステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくとも共通データ１２０を含むライトコマンド１１０のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１のライトコマンド１１０が作動することで、このコマンドＡＰＤＵに含まれる共通データ１２０は指定されたＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間に書き込まれる。

次のステップＳ１２は、ステップＳでＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれた共通データ１２０の内容をチェックするステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくとも共通データ１２０の照合チェックコードを含むメモリチェックコマンド１１２のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１のメモリチェックコマンド１１２が作動することで、このコマンドＡＰＤＵに含まれる照合チェックコードと、ＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれた共通データ１２０から演算されたチェックコードとが照合される。このコマンドにより、書き込まれたデータを読み出したり送ったりしないため、通信データ量が少なくなり発行時間が短縮できる。照合に成功した場合はステップＳ１３に進み、照合に失敗した場合、この手順は終了し、照合に失敗したＩＣカード1は発行失敗カードとして取り扱われる。

次のステップＳ１３は、発行フラグ１４を無効にセットするステップである。このステップにおいて、ＩＣカード発行機３は、ＥＥＰＲＯＭ２１の発行フラグ１４を、発行コマンドの実行不可にセットするためのコマンドのコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１は発行フラグ１４を発行コマンドの実行不可にセットする。発行フラグ１４を発行コマンドの実行不可にセットした後、発行フラグ１４の内容はメモリチェックコマンド１１２などによってチェックされる。

上述しているように、ＩＣカード１はＲＡＭ２３にコピーされた発行フラグ１４を参照して発行コマンドの実行を制御するため、このステップにおいてＥＥＰＲＯＭ２１の発行フラグ１４を発行コマンドの実行不可にセットしたとしても、ＩＣカード１が非活性化されない限りは発行コマンドの実行が可能である。

なお、共通データ１２０をＩＣカード１に書き込んだ後にＥＥＰＲＯＭ２１に記憶された発行フラグ１４を発行コマンドの実行不可にセットするのは、個別データ１２１の書込みに失敗したＩＣカード１が利用され、個別データ１２１や個別機密データ１２２が読み出されるなどして悪用されることを防止するためである。

次のステップＳ１４は、アプリケーション１２の個別データ１２１が書き込まれるステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくとも個別データ１２１を含むライトコマンド１１０のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１のライトコマンド１１０が作動することで、このコマンドＡＰＤＵに含まれる個別データ１２１は指定されたＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間に書き込まれる。

次のステップＳ１５は、ステップＳ１４でＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれた個別データ１２１の内容をチェックするステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくとも共通データ１２０の照合チェックコードを含むメモリチェックコマンド１１２のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１のメモリチェックコマンド１１２が作動することで、このコマンドＡＰＤＵに含まれるチェックコードと、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶された個別データ１２１から演算されたチェックコードとが照合される。照合に成功した場合はステップＳ１６に進み、照合に失敗した場合、この手順は終了し、照合に失敗したＩＣカード１は発行失敗カードとして取り扱われる。

次のステップＳ１６は、アプリケーション１２の個別機密データ１２２が書き込まれるステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくともセッション鍵１３で個別機密データ１２２を暗号化した暗号文を含む暗号ライトコマンド１１１のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１の暗号ライトコマンド１１１が作動する。

ＩＣカード１の暗号ライトコマンド１１１が作動すると、ＥＥＰＲＯＭ２１に暗号化された状態記憶されているセッション鍵１３をＲＯＭ鍵１１３で復号し、復号したセッション鍵１３でこのコマンドＡＰＤＵに含まれる暗号文を復号した後、暗号文を復号した内容を指定されたＥＥＰＲＯＭ２１のアドレス空間に書き込む。

次のステップＳ１７は、ステップＳ１６でＥＥＰＲＯＭ２１に書き込まれた個別機密データ１２２の内容をチェックするステップである。このステップにおいては、ＩＣカード発行機３は、少なくとも個別機密データ１２２の照合チェックコードを含むメモリチェックコマンド１１２のコマンドＡＰＤＵをＩＣカード１に送信し、ＩＣカード１のメモリチェックコマンド１１２が作動することで、このコマンドＡＰＤＵに含まれるチェックコードと、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶された個別機密データ１２２から演算されたチェックコードとが照合される。照合に成功した場合はステップＳ１８に進み、照合に失敗した場合、この手順は終了し、照合に失敗したＩＣカード１は発行失敗カードとして取り扱われる。

次のステップＳ１８は、ＩＣカード１を非活性化するステップである。このステップでは、ＩＣカード発行機３は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６などで定められた手順に従いＩＣカード１を非活性化する。このステップでＩＣカード１を非活性化した後に活性化されても、発行フラグ１４は発行コマンドの実行不可にセットされているため、カードＯＳ１１に備えられた発行コマンドが悪用されることはない。

ＩＣカード発行システムのアーキテクチャを説明する図。ＩＣカードに実装されるＩＣチップの内部構成図。ＩＣカード発行システムの機能構成図。アプリケーションに含まれるデータを説明するための図。発行コマンドのデータフィールドの内容を説明する図。ＩＣカード発行機が次発行を行う手順を示したフロー図。ＩＣカード発行機が１次および２次発行を行う手順を示したフロー図。

符号の説明

１ＩＣカード
１０バーチャルマシン
１１カードＯＳ
１１０ライトコマンド
１１１暗号ライトコマンド
１１２メモリチェックコマンド
１１３ＲＯＭ鍵
１２アプリケーション
１２０共通データ
１２１個別データ
１２２個別機密データ
１３暗号化された状態のセッション鍵
１４発行フラグ
２ＩＣチップ
２１ＥＥＰＲＯＭ
２２ＲＯＭ
２３ＲＡＭ
３ＩＣカード発行機

Claims

電気的に書換え可能な不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、バーチャルマシンを備えたＩＣカードを発行するＩＣカード発行方法であって、前記ＩＣカード発行方法は、
ＩＣカード発行機が、前記バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用して前記ＩＣカードを発行したとき、前記不揮発性メモリに形成されるメモリマップを作成するメモリマップ作成工程と、
前記ＩＣカード発行機が前記ＩＣカードを活性化し、前記ＩＣカードが、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする工程と、
前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるライトコマンドを用いて、前記メモリマップ作成工程で作成した前記メモリマップに含まれる機密データ以外のデータを平文で前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記揮発性メモリにコピーされた前記発行フラグにより前記発行コマンドの実行許可が示されている場合、前記ライトコマンドにより、前記平文の内容を前記不揮発性メモリに書き込み、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるメモリチェックコマンドを用いて、前記不揮発性メモリに書き込んだ前記平文の内容の整合性を確認する第１の発行工程と、
前記ＩＣカード発行機が、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットするためのコマンドを前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットする工程と、
前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つである暗号ライトコマンド用いて、前記メモリマップ作成工程で作成された前記メモリマップに含まれる機密データを暗号化した暗号文を前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードが、前記揮発性メモリにコピーされた前記発行フラグにより前記発コマンドの実行許可が示されている場合、前記暗号ライトコマンドにより、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて前記暗号文を復号した内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込み、前記ＩＣカード発行機が、前記発行コマンドの一つであるメモリチェックコマンドを用いて、前記不揮発性メモリに書き込んだ前記暗号文の内容の整合性を確認する第２の発行工程と、
前記ＩＣカード発行機が前記ＩＣカードを非活性化する工程と、
を備えていることを特徴とするＩＣカード発行方法。
電気的に書換え可能な不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、バーチャルマシンを備えたＩＣカードと、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリにデータを書き込むＩＣカード発行機とから、少なくとも構成されるＩＣカードシステムであって、
前記ＩＣカードは、前記ＩＣカード発行機により前記ＩＣカードが活性化されると、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする手段と、前記発行コマンドとして、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に、前記ＩＣカード発行機から送信された平文を書き込むライトコマンドと、前記ＩＣカード発行機から送信された暗号文を、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて復号し、復号した暗号文の内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込む暗号ライトコマンドと、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを発行不可にセットするコマンドと、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に記憶された内容の整合性を確認するメモリチェックコマンドを備え、
前記ＩＣカード発行機は、前記ＩＣカード以外の装置を用い、前記バーチャルマシンで解釈実行される命令により作動するコマンドを利用して前記ＩＣカードを発行したときに前記不揮発性メモリに形成されるメモリマップを記憶し、前記ＩＣカードと電気的に接続しデータ通信する手段と、前記ＩＣカードを活性化及び非活性化する手段と、前記ＩＣカードを活性化させた後、前記ライトコマンドを利用して、前記メモリマップに含まれる機密データ以外のデータを平文で前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリの指定したアドレス空間に該平文を書き込んだ後、前記メモリチェックコマンドを用い、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに書き込んだ内容の整合性を確認する第１の発行手段と、
前記第１の発行手段を作動させた後、前記ＩＣカードの前記発行フラグを発行不可の状態にセットするコマンド用いて、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットする手段と、
前記発行フラグを前記発行コマンドの実行不可にセットした後、前記暗号ライトコマンドを利用して、前記メモリマップに含まれる機密データを暗号化した暗号文を前記ＩＣカードに送信し、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリの指定したアドレス空間に前記暗号文を復号した内容を書き込んだ後、前記メモリチェックコマンドを用い、前記ＩＣカードの前記不揮発性メモリに書き込んだ内容の整合性を確認してから、前記ＩＣカードを非活性化する第２の発行手段を備え、
ていることを特徴とするＩＣカード発行システム。
電気的に書換え可能な不揮発性メモリを備え、バーチャルマシンを有するＩＣカードであって、前記ＩＣカードが活性化されると、前記ＩＣカードに実装されたＩＣチップで解釈実行されるマシン語により作動する発行コマンドの実行制御に用いられる発行フラグを前記不揮発性メモリから前記揮発性メモリにコピーする手段と、前記発行コマンドとして、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に、前記ＩＣカード発行機から送信された平文を書き込むライトコマンドと、前記ＩＣカード発行機から送信された暗号文を、前記ＩＣカードの内部に記憶された暗号鍵を用いて復号し、復号した暗号文の内容を前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に書き込む暗号ライトコマンドと、前記不揮発性メモリに記憶されている前記発行フラグを発行不可にセットするコマンドと、前記不揮発性メモリの指定されたアドレス空間に記憶された内容の整合性を確認するメモリチェックコマンドを備えていることを特徴とするＩＣカード。