JP5274020B2 - 真贋判別可能なカード - Google Patents

Description

この出願に係る発明は、カード、紙幣、証券類等偽造されやすく、真贋認証を必要とする対象物の構造及びその対象物の真贋を判別する方法に係るものである。

カード社会と呼ばれる今日、数多くのカードが出回っており、銀行のキャッシュカード、クレジット会社のクレジットカード等所有者の財産に関わるカード、有価証券であるプリペイドカード及び運転免許証，健康保険証，パスポート等身分証明に関わるカードが使用されている。

財産に関わるカード及び有価証券であるカードの多くは、表面あるいは裏面に設けられた磁気ストライプに必要な情報を書込、ＡＴＭ(Automatic Teller's Machine)等の自動機械あるいは手動読み取り装置を用いて、磁気ストライプから磁気情報を読み取り、各種の処理を実行している。

図１に示すのは、現行のキャッシュカード処理フローの例である。
（１）カード所有者がＡＴＭ等の端末装置のカード挿入口にキャッシュカードを挿入すると、カード挿入口のセンサがそのことを感知し、カードを装置内に取り込む。

（２）カードを取り込む際に、端末装置はカードの磁気記録部からカード情報を読み込む。キャッシュカードの場合には、銀行コード，支店コード，口座種別，口座番号等のカード情報を読み込む。なお、クレジットカードの場合には、カード識別番号，有効期限，口座種別，口座番号がカード情報として、磁気記録部に記録されている。また、キャッシュカードあるいはクレジットカードに暗証番号が記録されている場合があるが、その場合には暗証番号も読み込まれる。

（３）端末装置は、挿入されたカードがその端末装置で取り扱うことが可能なカードであるか否かを判断する。

（４）読み込んだカード情報から、取扱いが可能であることを示す情報が確認されなかった場合、あるいは正規のカードであっても破損あるいは汚損等によりカードの情報が読みとれなかった場合には、端末装置はそのカードが取り扱うことが出来ない不適正なカードであるとして排出する。

（５）カードが正規のものであり、磁気記録部の情報が正しく読みとれた場合には、ホストコンピュータとの通信が開始される。

（６）ホストコンピュータから暗証番号の入力要求がなされる。

（７）ホストコンピュータからの要求に対応して、カード利用者が暗証番号を入力する。

（８）ホストコンピュータからの要求に対応して、カード利用者が暗証番号を入力すると、ホストコンピュータは入力された暗証番号をホストコンピュータに格納されている読み込まれたカード情報に対応する暗証番号と比較する。

（９）合致しなかった場合には、カードの磁気記録部にそのことを記録して、再度暗証番号の入力を求め、再度入力された暗証番号が正当なものであったときはその後の手続きを行い、合致しなかった場合には同様にして再々度暗証番号の入力を求め、暗証番号の誤入力の累計が３回になると、カードを無効にし端末装置内に取り込む等の無効処分を行う。

（１０）合致した場合には、ホストコンピュータはカード利用者が正しいカード所有者であると判断して、引出金額の入力を要求する。

（１１）利用者が引出要求金額を入力する。

（１２）引出要求金額が適正であれば、その金額を出金し、キャッシュカードが端末装置から排出され、通帳への記帳あるいは取扱明細書の発行が行われて、取引は終了する。
なお、暗証番号がキャッシュカードに記録されていた場合にはその暗証番号が正しいものとして取引が行われるが、その後磁気記録部からその暗証番号は消去される。

図２（ａ）に示すのは、図１に示した現行のキャッシュカード処理フローで使用されるキャッシュカードの例である。この図において、１はプラスティック等からなるキャッシュカード本体であり、その表側には情報が記録された磁気ストライプ２及びキャッシュカードの挿入方向を示す矢印３が形成されている。なお、図示は省略したが、所要事項がエンボス文字として掲載されている。

磁気ストライプに書き込まれた情報はスキマーと呼ばれる装置を用いて容易に読み取ることが可能なため、偽造カードが作成され、しばしば偽造カードが使用される被害が生じている。

その対策として、半導体メモリを内蔵したＩＣカードが使用されて来ており、磁気カードに代わるものとして、銀行等は普及を計っている。

しかしながら、このＩＣカードといえども、メモリに保存された情報を読み取ることは可能であり、手間暇をかけた偽造が行われた場合には、絶対に安全ということはできない。その上、ＩＣカードは磁気カードに比べて非常に高価であり、早急な普及は期待できない。

銀行のキャッシュカードの場合は、１つの国の中だけで使用可能であれば済むが、クレジットカードの場合は外国でも使用可能である必要があり、世界中で使用されている全ての磁気カードであるクレジットカードを規格を統一したＩＣカードに置き換えることは、事実上不可能である。

さらに、キャッシュカードとクレジットカードには所有者名等の情報がエンボス加工されて設けられており、これらの情報は磁気情報にも用いられているため、エンボス情報は偽造カード作成の手掛かりとなっている。

これらの磁気カードあるいはＩＣカードが紛失あるいは盗難に遭った場合には、所有者がその事実に気がつきやすいが、盗難の後に手元に戻った場合、特に盗難に気がつかずに戻った場合には、偽造カードの使用による被害が発生しやすい。

カードの偽造を防止することによる不正使用防止ではなく、カード使用者の適否を判定するための手段として、これまで４桁の数字で構成された暗証番号が用いられてきた。この暗証番号にはしばしば類推可能な番号が使用され、これまでに多くの被害が生じてきた。最近は類推だけでなく盗撮等の手段による暗証番号の盗視までも行われており、暗証番号による不正使用防止は、きわめて困難となってきている。

偽造カードによる被害防止のために、パターン認識技術を利用した生体判別（バイオメトリックス）技術が、一部で採用されている。生体判別技術の代表的なものとして、虹彩判別、指紋判別、掌紋判別、指静脈判別、手掌静脈判別、手甲静脈判別があり、この内虹彩判別以外の判別には接触型と非接触型があるが、何れも予めパターンを登録する必要があり、パターンの登録に手間がかかり、判別にも時間がかかるため、運用コストが大きくなる。

接触型の場合には検出装置に直接触れる必要があるため、衛生上あるいは生理的嫌悪感の問題がある。また、判別部分に負傷した場合、あるいは最悪の場合は判別部分が失われて他場合には、生体判別は不可能である。また、判別過程において部分的な判別しか行っていないため、万全のものとはいえない。

また、カード所有者本人しか使用することが出来ない生体判別システムは、カードを使用する時間あるいはカード処理装置が身近にないため代理人にカードの取扱を依頼しようとしても、不可能であり、この点でも使用者にとっては不便である。

偽造防止の一つの手段として、クレジットカード、紙幣、証券類等にプラスチックに凹凸を形成したエンボスホログラムが取り付けられている。このエンボスホログラムは複製することが非常に困難であるため、エンボスホログラムが付されたカード類を偽造することは事実上不可能であるが、現在の使用形態では人間がそれも一瞥で読み取っているため、類似したエンボスホログラムを使用してカード等を偽造して使用することは可能である。

図２（ｂ）に示すのは、官能によるカード真贋認証が行われるホログラム付きクレジットカードの例である。この図において、１はプラスティック等からなるクレジットカード本体であり、その表側には情報が記録された磁気ストライプ２及びクレジットカードの挿入方向を示す矢印３が形成されている。なお、図示は省略したが、所要事項がエンボス文字として掲載されている。

このクレジットカード１は矢印３が記された部分を先にして端末装置に挿入されるが、その先端部付近に例えばエンボスホログラムで構成された真贋認証チップ４が取り付けられている。

クレジットカードの場合には、キャッシュカードと異なり、磁気ストライプはカードの裏面に設けられているが、カードの端末装置への挿入方向は同じなので、結果としてクレジットカードの磁気情報の読み取り方向はキャッシュカードとは逆となる。

真贋認証チップ４はカードを端末装置に挿入する操作者によって、例示したパターン「Ａ」が、目視すなわち官能によって確認され、カード端末装置によって読み取られることはない。

官能による真贋認証は、判別をする個人の能力にばらつきがあること、及び同一人であっても判別環境及び心理状態、体調などによるばらつきがあることにより、１次的スクリーニングには大きな効果を発揮するが、信頼性は低い。

補助器具による真贋認証は、微細画線、特殊画線、マイクロ文字、特殊形状スクリーン等、ルーペ等の拡大器具を用いることによって、あるいは光学的干渉を発生する特殊フィルタを用いることによって、真贋認証を行う。

具体的には、発光基材、発光ラミネートフィルム、発光インキ、サーモクロミックインキ、フォトクロミックインキ等、特殊な光学特性を示す材料を基材・ラミネートフィルム・インキ等に混入し、特殊フィルタ、紫外線ランプ等の補助器具を用いるものがあるが、これらも最終的な判別は人間の官能に頼るため、信頼性は低い。

機械処理による真贋認証には、材料の持つ特性を機械的に検出して真贋認証を行うものであり、検出の対象としては磁気、光学特性等の検出がある。

具体的には、発光材料，磁性材料を基材・ラミネートフィルム・インキ等に混入し、検出機器を用いるもの、コード化した特定の情報をＯＣＲ文字，磁気バーコードにより磁気的あるいは光学的に付与し、磁気・光学検出機器を用いるなものがある。

機械処理による真贋認証技術として、生体固有の情報に代えて媒体中にランダム配置された再現性のない人工物を利用する人工物メトリクス・システム(artifact-metric system)が、「金融業務と人工物メトリクス」日本銀行金融研究所(http://www.imes.boj.or.jp/japanese/jdps/2004/04-J-12.pdf)及び「第６回情報セキュリティ・シンポジウム「金融分野にける人工物メトリクス」の模様」(http://www.imes.boj.or.jp/japanese/kinyu/2004/kk23-2-6.pdf)に示されている。

人工物メトリクスでは、粒状物の光反射パターン、光ファイバの透過光パターン、ポリマファイバの視差画像パターン、ファイバの画像パターン、磁性ファイバの磁気パターン、ランダム記録された磁気パターン、磁気ストライプのランダム磁気パターン、メモリセルのランダム電荷量パターン、導電性ファイバの共振パターン，振動シールの共鳴パターン等偶然によって形成されるパターンを利用する。

カードの不正使用や偽造の対象となる事項には、カードが利用者に発給される時に付与される「カード記載情報」と、カードの製造工程で付与される「カード本体情報」がある。（「連携ＩＣカード券面の偽造防止技術ハンドブック」財務省印刷局(http://www.npb.go.jp/ja/info/ichb.pdf)参照）

カード記載情報は、カード本体に対してカード発給時に印字・付与される情報であり、所持人情報、有効期限等の発給に関する情報が該当する。不正使用の代表的形態である改竄は、カード記載情報の全部、又は一部の記載情報を書き換える行為であり、正規の情報を消去し、不正な情報を加筆することで行われる。

カード本体情報は、発給されたカードからカード記載情報を除いたカード自体が有する情報であり、カードの物理的形状、主にプレ印刷工程で付与される背景模様、下地の印刷層及び保護ラミネート層等、カード基体に付随する情報である。

偽造は、カード本体について行われる不正行為であり、カード本体に付随する情報である図柄や模様等を複写又は模倣して、外観上近似したカードを作製することで行われ、具体的には真正なカード券面に付与されている図柄や模様等をスキャナ等で読み取り、加工、修正等を加え、プリンタ等を使用して行われる。

カード本体に対する偽造対策技術は、印刷技術に限っても、印刷方式、インク、印刷模様の組み合わせにより、多数存在するが、決定的なものは現存しない。

偽造を判別する真贋認証方法は、大きく分けて、官能によるもの、補助器具によるもの、機械処理によるものがある。

官能による真贋認証は、視覚、触覚等の人間の官能で真贋を判別するものであり、視覚によるものには本体の色彩、透かし、見る角度を変化させることによって付与した模様や色彩等が変化するホログラム等があり、触覚によるものには、付与された凹凸形状の検知、カード本体の質感の検知等がある。

具体的には、ロゴマーク、特殊フォント、複写防止画線、特色インキ、ホログラム、光学的変化材料、潜像模様等、複製・複写が困難であり、視覚的に容易に真贋判別が可能なもの、エンボス加工、凹凸付与、穿孔等、指感的、視覚的に真贋判別を行うものがある。

図３に、特開平１０−４４６５０号公報に開示された金属粒による人工物メトリクス・チップが取り付けられたカードの従来例を示すが、この図において（ａ）は全体図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は真贋認証チップの拡大図である。

このカード１は、識別用の開口８が形成された光不透過性であるカード基体７の上に金属粒５が混入された光透過性樹脂である薄板状の人工物メトリクス・チップ４が積層され、その上にカード基体７に形成された開口と同じ位置に開口が形成され、磁気ストライプ２と矢印３が形成された不透明なカード表面板６が積層されている。

金属粒５は何らの規則性を有することなく３次元的に光透過性樹脂中に混入されているため、開口を経由して観測される金属粒５の配置パターンは人工物メトリクス・チップ４各々に固有のものである。

このことを利用して、人工物メトリクス・チップ４を透過する光を開口を経由して撮影することにより金属粒５の配置パターンを観察し、個々の人工物メトリクス・チップ４、すなわちカードを識別する。

図４に、特開２００３−２９６３６号公報に開示された繊維による人工物メトリクス・チップが取り付けられた真贋識別カードの他の従来例を示す。この図において（ａ）は全体図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は人工物メトリクス・チップの拡大図である。

このカードは、光不透過性であるカード基体１の開口に、透明樹脂中に網目部材９と短小繊維１０が３次元的に混入されて構成された人工物メトリクス・チップ８が嵌入され、カード基体１の表面には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。人工物メトリクス・チップ８には、網目部材９のパターンと短小繊維１０とにより干渉パターンが発生する。

この干渉パターンは、人工物メトリクス・チップ８、すなわちカード各々に固有のものであり、このことを利用して、真贋認証チップの人工物メトリクス・チップ８の識別パターンを透過光あるいは反射光により撮影し、カードを識別する。

バイオメトイリクスあるいは人工物メトリクスのようなパターンの機械読み取りは、撮像装置で読み取ってパターン認識技術によって判別するのが一般的である。そのため、複写技術による偽造の可能性がある。

人工物メトリクス・チップはイメージではない実体物によって構成されているから、偽造の対象となる人工物メトリクス・チップを構成する要素を真正なものと同一形態に配置することは不可能である。しかし、偶々ではあっても同じ構成要素によって同じパターンが出現する可能性は否定できず、このようにして偶然に得られた贋物は真正なものとして通用する。そのため、人工物メトリクス・チップのみによってカード等が真正であるか否かを確認するのは危険である。

このように、カード自体の真贋を判定する技術は確立されておらず、偽造することが出来ないカードは実現されていない。したがって、偽造カードの使用を不可能にする技術も実現されていない。
特開平１０−４４６５０号公報 特開２００３−２９６３６号公報 「金融業務と人工物メトリクス」日本銀行金融研究所(http://www.imes.boj.or.jp/japanese/jdps/2004/04-J-12.pdf) 「第６回情報セキュリティ・シンポジウム「金融分野にける人工物メトリクス」の模様」(http://www.imes.boj.or.jp/japanese/kinyu/2004/kk23-2-6.pdf) 「連携ＩＣカード券面の偽造防止技術ハンドブック」財務省印刷局(http://www.npb.go.jp/ja/info/ichb.pdf)

本出願においては、従来汎用されているキャッシュカードあるいはクレジットカードに基本的な変更を加えることなく、安全性を高めることのできるカード，カード処理方法の発明を提供する。

本件出願に係る発明は、真贋認証作業の負担を軽減するとともに、偶然に得られた贋物が真正なものとして通用する可能性を排除することを課題とする。

そのために、本出願に係る発明では、カードの真贋認証のために偽造することが困難な真贋認証チップを固着するとともに、カードを処理する装置内に真贋認証装置を付加する。

真贋認証チップには、透明媒体中に分散された金属等の粒子、透明媒体中に分散された繊維片、透明媒体中に配置された規則性を有するパターンとその透明媒体中に分散された繊維片による干渉パターン、エンボスホログラム、透明媒体中に分散された蛍光体粒子、任意の媒体中に分散された放射性物質粒子が採用可能である。

さらに、真贋認証チップに加えてもう一つのチップを設け、そのチップに真贋認証チップに記載された情報をデジタル化し、デジタル化されたデータを暗号化した暗号化データを記載し、真贋証明チップとする。

カード利用時にはカード上の真贋認証チップのイメージが読み取られデジタル化され、同時に同じカード上に付されている真贋証明チップの暗号化データが復号化され、真贋証明チップから復号化されたデータと真贋認証チップのデータとが対照され、一致すればそのカードは真正なものであるとされ、一致しなければそのカードは偽造されたと判断される。

暗号鍵システムにおいて、最も簡便にはカード発行者のみが知っている秘密鍵を用いるが、暗号化と複合化に異なる鍵を用いる公開鍵システムも使用可能である。公開鍵システムでは、公開鍵と専用鍵が使用されるが暗号化と復号化にはどちらの鍵を用いることも可能である。

暗号化／復号化の負担を軽減するために、ＭＤ５(Message Digest 5)，ＳＡＨ−１(Secure Hash Algorithm - 1)，ＳＡＨ−２等のハッシュアルゴリズムを使用する。

デジタル化されたデータにカード等のＩＤ，所有者の情報を付加あるいは混入させ、その全体を暗号化する。さらに、デジタル化されたデータにデジタル透かしを挿入する。デジタルデータのハッシュ値化、ＩＤ，所有者の情報付加、デジタル透かしの挿入はいずれかのみの使用、幾つかを組み合わせて使用する。

カードを処理する装置は、暗証番号入力等の具体的な操作が開始される前に、カードの真贋を判別し、偽造カードを排出するか、警報を発するか、偽造カードを処理装置内に取り込む。

透明媒体中に分散された金属等の粒子、透明媒体中に分散された繊維片、透明媒体中に配置された規則性を有するパターンとその透明媒体中に分散された繊維片による干渉パターン、透明媒体中に分散された蛍光体粒子、任意の媒体中に分散された放射性物質粒子は、偶然のみによって得られるものであるため、複写することは不可能である。また、エンボスホログラムは立体構造を有しているため、原型から直接にレプリカを製造する以外にコピーすることは不可能である。

また、磁気記録データあるいはＩＣチップ内のデータをコピーした偽造カードが、排除され、使用が不可能になる。

さらに、不正使用がなされようとした場合に使用を拒否して、被害を未然に防止することができ、あるいは不正カード使用をある程度容認し、最終的には不正カードを確保することにより、不正使用者を特定することが容易に可能となる。

真贋認証チップとそれを証明する真贋証明チップとが一枚のカード上に共存している場合には、暗号鍵がＡＴＭ等の端末装置に与えられていれば、ホストサーバによることなくカードの真贋を確認することが可能である。

また、偶然により同じ人工物メトリクスが得られ、同じハッシュ値が得られたとしても、そのハッシュ値にさらに付加あるいは混入させた、カード等のＩＤ，所有者の情報の付加あるいは混入のアルゴリズムを知らなければ、暗号化に使用された暗号鍵を知ることはできないため、安全性は高い。

現行のキャッシュカード処理フロー図。 従来のキャッシュカードの説明図。 人工物メトリクスを使用する従来のカードの例。 人工物メトリクスを使用する従来のカードの他の例。 真贋認証チップを取り付けたカードの例。 真贋認証チップを取り付けたカードの他の例。 真贋認証チップを取り付けたカードのさらに他の例。 真贋認証チップ取り付け位置の例の説明図。 真贋認証チップ取り付け位置の他の例の説明図。 位置合わせ用マークの説明図。 乱数に基づいて作成した真贋認証チップの例。 真贋認証チップに使用する乱数の例。 真贋認証チップに使用する乱数の配列例。 真贋認証チップに使用する乱数を２進数とした例。 真贋認証チップに使用する乱数を２進数として配列した例。 真贋認証チップに使用する乱数の追加例。 真贋認証チップに使用する追加乱数を２進数とした例。 真贋認証チップに使用する追加乱数を４進数とした例。 真贋認証チップに使用する乱数を４進数として配列した例。 乱数に基づいて作成した真贋認証チップから、別の真贋認証チップを得る例。 真贋認証チップと真贋証明チップを取り付けたカードの例。 図２１のカードの真贋証明フロー。 真贋認証チップと真贋証明チップを取り付けたカードの他の例。 図２３のカードの真贋証明フロー。 真贋認証チップと真贋証明チップを取り付けたカードのさらに他の例。 図２５のカードの真贋証明フロー。 真贋認証チップと真贋証明チップを取り付けたカードのまたさらに他の例。 図２７のカードの真贋証明フロー。 本件出願発明のキャッシュカード処理フロー図。 本件出願発明の他のキャッシュカード処理フロー図。 本件出願発明のさらに他のキャッシュカード処理フロー図。

符号の説明

１ カード
２ 磁気ストライプ
３ 矢印
４，８，１２，１５，１８，２１，２２，３２，４２，４６，６１ 真贋認証チップ
５ 金属粒
６，１４，３４，４４ 表面板
７，３５，４５ カード基板
９ 網目部材
１０ 短小繊維
１１，３１，４１ 真贋認証カード
１６，１９，２２，２３，２５ ピット
１７，２０，２４ 反射ピット
３３ 蛍光体粒子
４３ 放射性物質粒子
４７ ＩＣチップ
４８ 位置合わせ用マーク
４９ 移動方向読み取り開始線
５０ 移動方向読み取り終了線
５１，５２ 端部指示線
６２，６４，６６，６８ 真贋証明チップ
６０，６３，６５，６７ 真贋証明カード

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を示す。
初めに、カード真贋認証チップについて説明する。
［真贋認証チップ実施例１］
図５に示したのは、真贋認証チップとしてエンボスホログラムチップが取り付けられたカードの基本的構成の実施例１である。この図において（ａ）は全体図、（ｂ）は断面図、（ｃ）〜（ｅ）はエンボスホログラムチップの拡大図である。

このカード１１は、光不透過性であるカード基体１３の上に開口が形成された表面板１４が取り付けられ、その開口にエンボスホログラムチップ１２が嵌入されている。また、表面板１４上には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。

エンボスホログラムは、使用するレーザ光の１／４波長の深さの孔と孔が形成されていない部分で構成されており、孔の在る部分では出射レーザ光が入射レーザ光に打ち消されることにより出射レーザ光が検出されず、孔のない部分では出射レーザ光が入射レーザ光に打ち消されずに出射レーザ光が検出される。

使用されるレーザ光はＣＤの場合はλ＝７８０nmの赤外レーザであり、λ／４＝１９５nmである。ＤＶＤの場合にはλ＝６５０nmの赤色レーザが使用されλ／４＝１５１.２５nmである。次世代ＤＶＤの場合にはλ＝４０５nmの青紫レーザ、λ＝３５１nmの紫外レーザ、λ＝２６６nmの遠紫外レーザの使用が検討されており、λ／４は各々１０１.２５nm、８７.７５nm、６６.５nmである。

（ｃ）に示したのは、最も基本的な構造であり、ホログラムチップ１５に適宜な間隔で使用レーザ光の１／４波長の深さの孔１６と孔が形成されていない部分１７とが配置されている。この図に示した例の場合、双方向矢印で示した実線は入射光と出射光がともにあることを表しており、片方向矢印で示した破線は入射光はあるが出射光がないことを表している。

（ｄ）に示したのは、レーザ光の方向を傾斜させた例であり、傾斜角の情報がなければ書き込まれたデータの読み取りは困難である。この例ではホログラムチップ１８に適宜な間隔で使用レーザ光の１／４波長の深さの傾斜した孔１９と孔が形成されていない傾斜した部分２０とが配置されている。この図に示した例の場合も、双方向矢印で示した実線は入射光と出射光がともにあることを表しており、片方向矢印で示した破線は入射光はあるが出射光がないことを表している。この構造の複製を得ることは、不可能に近い。なお、（ｃ）に示された構造と（ｄ）に示された構造とを共存させることも可能である。

（ｅ）に示したのは、複数の波長のレーザ光を利用する例であり、使用されるレーザ光全ての波長の情報がなければ書き込まれたデータの読み取りは困難である。この例ではホログラムチップ２１に赤色（Ｒ）レーザ光の１／４波長の深さの孔２２と、緑色（Ｇ）レーザ光の１／４波長の深さの孔２３と、青色（Ｂ）レーザ光の１／４波長の深さの孔２５と孔が形成されていない部分２４とが適宜な間隔で配置されている。

この図に示した例の場合にも、双方向矢印で示した実線は入射光と出射光がともにあることを表しており、片方向矢印で示した破線は入射光はあるが出射光がないことを表している。この構造の複製を得ることは、さらに不可能に近い。なお、（ｄ）に示された構造と（ｅ）に示された構造とを共存させることも可能である。

［真贋認証チップ実施例２］
図６に、真贋認証チップの実施例２を示す。この図において、（ａ）はカードを上から見た図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は断面図の拡大図である。このカード３１は、光不透過性であるカード基体３５の上に開口が形成された表面板３４が取り付けられ、その開口に樹脂中に蛍光物質粒３３が混入されて構成された真贋認証チップ３２が嵌入されている。なお、真贋認証チップ３２と表面板３４の上にさらに他の表面板を積層することも可能である。

カード基板３５は従来から多用されているキャッシュカード等に使用される合成樹脂厚板あるいはプリペイドカード等で使用される合成樹脂薄板である。真贋認証チップ３２は、表面板３４の開口に嵌合する面積及び厚さを有しており、蛍光物質粒３３が混入されている。

表面板３５の材料はカードの入射光及び出射光に対して透明な合成樹脂でも、カードの入射光及び／又は出射光に対して不透明でありその他の可視光線に対して不透明な合成樹脂のどちらも使用可能である。なお、合成樹脂から構成された真贋認証チップ３２と表面板３４の上にさらに積層された表面板には入射光及び出射光に対して透明な合成樹脂が用いられる。

［真贋認証チップ実施例３］
図７に、真贋認証チップの実施例３を示す。この図において、（ａ）はカードを上から見た図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は断面図の拡大図である。このカード４１は、光不透過性であるカード基体４５の上に開口が形成された表面板４４が取り付けられ、その開口に樹脂中に放射性物質粒２０が混入されて構成された真贋認証チップ４２が嵌入されている。また、表面板４４上には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。

この混入された放射性物質粒の配置パターンは、その真贋認証チップ４２、すなわちカード４１に固有のものであり、このことを利用して、カードを識別する。

［真贋認証チップ取付位置実施例］
図８に、これらの構造を有する真贋認証チップのカードへの取付位置の実施例を示す。真贋認証チップ４６の取付位置は図５〜図７に示したカード本体のほぼ中央以外の位置の他に、図８（ａ）に示す中段先頭位置、（ｂ）に示す中段中央位置の他に、（ｃ）に示す中段後部位置、（ｄ）に示す下段先頭位置、（ｅ）に示す下段中央位置、（ｆ）に示す下段後部位置が可能である。上段位置も可能であるが、磁気ストライプからの情報読み取りに影響する可能性がある場合には、上段位置に配置することは避けることが望ましい。

［真贋認証チップ取付位置実施例２］
カードのセキュリティ強化、あるいは利便性の強化の観点から情報記憶媒体にＩＣチップを用いることが進められている。このＩＣチップは内部に半導体メモリを有しており、この半導体メモリは放射線特に電子線であるβ線に照射されるとメモリが書き換えられてしまうことがある。

放射線の中α線は１枚の紙でも遮蔽することができるため、半導体メモリに対する影響は殆ど考慮する必要はない。しかし、β線の遮蔽には１mm厚のアルミニウム板あるいは１０mm厚のアクリル板が必要とされる。そこで、β線を放射する放射性物質粒を使用する場合には、図９（a），（ｃ），（ｄ）および（ｆ）に示すように、真贋認証チップ４６とＩＣチップ４７とを１０mm以上の間隔を開けて配置することによりβ線による影響を回避することができる。

［真贋認証チップ読取位置］
キャッシュカード及びクレジットカードの物理的規格は汎用性の観点から厳格に規定されているため、その上に設けられるものも当然にその物理的規格は厳格である。しかし、過酷な使用により変形が生じる可能性は否定できない。

そのような場合に備えて、真贋認証チップに図１０に示す位置合わせ用マーク４８を形成しておくことが望ましい。位置合わせ用マークは、最も単純には１個でよいが、より確実に位置合わせを行うためには複数個設ける。

読み取りをより確実に行うために、位置合わせ用マークと兼用して、真贋認証チップの読み取り開始位置及び読み取り終了位置に何らかのマーク例えば、図１０に示す移動方向読み取り開始線４９及び移動方向読み取り終了線５０、さらには端部指示線５１，５２を設けておく。

真贋認証チップ上の情報の読み取りは、真贋認証チップと読み取り装置の相対運動で行うため、確実な読み取りを行うためには真贋認証チップと読み取り装置の運動を同期させる必要がある。そのために真贋認証チップ上に同期信号用のマーク５３を形成しておけば、マークの読み込みに読み取り装置の運動を同期させることができる。

読み取り開始・終了線及び／又は同期信号用のマークを信号処理の際の信号正規化に利用することも出来る。これらの位置合わせ用マーク、読み取り開始・終了線及び／又は同期信号用のマークは、何れも蛍光体で構成され、例えばインクジェットプリンタのような適宜な印刷手段で形成することができる。

［真贋認証チップ実施例４］
図６〜図７に示したカード真贋認証チップは人工物メトリクスである。人工物メトリクスは偽造することが不可能である反面、製造する際にパターンを制御することも不可能である。図１１〜図２０により、機械読み取りに適した２値データであるコンピュータによって作成される真贋認証チップの構成例を示す。

図１１に示した真贋認証チップは、１０２４個の２値データが３２×３２のマトリクスに配置されており、この図において、２値データ「０」が書き込まれた箇所は空白で表示され、２値データ「１」が書き込まれた箇所は「＊」で表示されている。

この２値データを得る方法について説明する。図１２に示したのは、放射性物質の核崩壊によって放射される放射線を検出することによって得られる、１６進数２５６桁の真性乱数の実例であり、暗号鍵等に使用される乱数は、通常はこのような１６進数として供給される。図１３に、図１２に示した１６進乱数を８列３２行のマトリクスに配列したものを示す。

この１６進数は、４桁の２進数に置き換えて表現することができる。すなわち、１６進数の「０」は２進数の「００００」で、同様に「１」は「０００１」で、「２」は「００１０」で、「３」は「００１１」で、「４」は「０１００」で、「５」は「０１０１」で、「６」は「０１１０」で、「７」は「０１１１」で、「８」は「１０００」で、「９」は「１００１」で、「Ａ」は「１０１０」で、「Ｂ」は「１０１１」で、「Ｃ」は「１１００」で、「Ｄ」は「１１０１」で、「Ｅ」は「１１１０」で、「Ｆ」は「１１１１」で、各々表現される。

このことに基づき、図１２に示した２５６桁の１６進乱数を２進乱数に置き換えたものは、図１４に示すようになる。１桁の１６進数は４桁の２進数に置き換えられるから、２５６桁の１６進数は２５６桁×４桁＝１０２４桁の２進数となる。これらの２進数は乱数発生装置では直接に得られるものであるから、その場合にはこの置き換え操作は不要である。

これを図１３に示した８列３２行のマトリクスに配列し、さらに２進数の桁単位に３２列３２行のマトリクスに配列したものを図１５に示す。

最後に、図１５のマトリクス中の２進数の０に相当する箇所を情報を書き込むことなくそのままとし、１に相当する「＊」が表示されている箇所に情報を書き込むことにより、図１１に示した真贋認証チップの配列を得ることができる。このように形成された真贋認証チップは３２列×３２行×１ビット＝１０２４ビットの真贋認証情報、すなわち１０２４ビットの真贋認証鍵を有している。

図５（ｃ）に示したエンボスホログラム及び図６に示した蛍光物質は、複数波長の光を使用することができる。次に、２値データである機械読み取りに適した、コンピュータによって作成される、一般的にいう赤（Ｒ），緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光を利用するカード真贋認証チップのピット構成例を示す。

これらの、「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」はデータが書き込まれていない状態である「０」も含めて合計４つの状態を表現することができる。いいかえれば、これらは４進数として扱うことが可能であり、４進数は４つの２ビット数すなわち「００」，「０１」，「１０」，「１１」で表現することができる。

図１６に示すのは、図１２に示した２５６桁の１６進乱数に先立つさらに２５６桁の１６進乱数を併せて表示したものである。ここで、「１６進乱数列ａ」とあるのは図１２に示したのと同じ乱数列であり、「１６進乱数列ｂ」とあるのは「１６進乱数列ａ」に先立つ乱数列である。

この１６進乱数列を２進乱数列に変換し、０，Ｒ，Ｇ，Ｂと表現される４進数に変換するために２ビット毎に区分した乱数列を図１７に示す。

さらに、２進数「００」を４進数「０」に、２進数「０１」を４進数「Ｒ」に、２進数「１０」を４進数「Ｇ」に、２進数「１１」を４進数「Ｂ」に変換したものを、図１８に示す。

このようにして得られた４進数を図１１あるいは図１５に示した２進数と同様に３２列×３２行のマトリクスに配列したものを、図１９に示す。このように形成された真贋認証チップは３２列×３２行×２ビット＝２０４８ビットの真贋認証情報、いいかえれば２０４８ビットの真贋認証鍵を有している。

図２０により、１つの乱数列から複数の真贋認証チップを得る方法を説明する。この図において、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は各々図１１に示した３２×３２のマトリクスパターンに基づいて１６×１６のマトリクスパターンを得たものであり、各々（ａ）は座標（０，０）を原点とし、（ａ）は座標（０，０）を原点とし、（ｂ）は座標（１，０）を原点とし、（ｃ）は座標（０，１）を原点とし、（ｄ）は座標（１，１）を起点としている。
このように、図１２に示した乱数列から得られた１つのマトリクスパターンから複数のマトリクスパターンを得ることができる。

１つの乱数列から複数のマトリクスパターンを得るにはこの他に、図１２に示した乱数列の使用開始位置を変化させる、あるいは図１３に示したマトリクスパターンの作成開始位置を変化させる等種々の方法が利用可能である。

このようにすることにより、カード発行者が１つの乱数列をマスター乱数列として秘密に保管し、そのマスター乱数列に基づいて複数のマトリクスパターンを得ることが可能になる。また、複数のマトリクスパターンは原点情報によって自動的に管理することができる。

図１１及び図１５に示した実施例は１ビットで表現される２進数により真贋認証情報を記録し、図１９に示した実施例は２ビットで表現される４進数により真贋認証情報を記録している。これらの延長として、３ビットで表現される８進数，４ビットで表現される１６進数も使用可能である。

［証明チップ実施例１］
図２１及び図２２に、カード自身を証明するカードの実施例を示す。図２１にカードを示し、図２２に真贋認証チップと真贋証明チップの機能を示す。

カード６０には、人工物メトリクス等のカード真贋認証情報「Ａ」(Authentication)が格納された真贋認証チップ６１と、真贋認証情報「Ａ」のデジタル化データ「Ｍ」(Message)を暗号化して暗号化データ「Ｃ」とし、暗号化データ「Ｃ」が格納された真贋証明チップ６２が、カード本体と分離不可能な構造で取り付けられている。また、カード６０の表面の上部には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。

磁気ストライプ２に代えて、あるいはともにＩＣチップを使用することも可能である。また、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６２とは、図２１に示されたように別々の位置に配置してもよいが、隣接してあるいは一体化して配置してもよい。

図２２により、図２１に示したカード６０上の真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６２の機能について、基本的な実施例を説明する。この図において、（１）〜（５）はカード発行者によるカード作成するときについての説明であり、（６）〜（１０）は利用者がＡＴＭ等の端末装置を用いてカードを利用するときについての説明である。

（１）人工物メトリクスあるいはエンボスホログラムであるカード真贋認証情報「Ａ」が格納された真贋認証チップ６１を作成する。人工物メトリクスは各々が全て異なっているから、人工物メトリクスを有する真贋認証チップ６１は全て異なっている。

また、図１１〜図２０に示した方法により３２ビット×３２ビット＝１０２４ビット（１０進数で３０７桁）のデータあるいはそれ以上のビット数のデータを使用して図５〜図７に示した真贋認証チップを作成すれば、同じ真贋認証チップが存在する確率は無視できる程小さい。また、エンボスホログラムは３次元的構造を有しているから、光学的なコピーは不可能であり、偽造することはきわめて困難である。

（２）真贋認証チップ６１の情報を、アナログ的あるいはデジタル的に読み取る。カードを利用する際の読み取りを正確に行うためには、真贋認証チップ６１をカード６０に取り付けた後に読み取りを行うことが望ましい。

（３）読み取られた真贋認証チップ６１のアナログイメージをデジタルデータ「Ｍ」にデジタル化する。なお、読み取られる真贋認証チップ６１に格納されるのがデジタルデータである場合にはデジタル化は不要である。

（４）デジタルデータ「Ｍ」を暗号化し、暗号化データ「Ｃ」を得る。
暗号化システムとしては、秘密鍵暗号システム(Secret-key Cryptosystem)、公開鍵暗号システム(Public-key Cryptosystem)が利用可能である。

秘密鍵暗号システム(Secret-key Cryptosystem)において使用する暗号鍵は秘密鍵(Secret-key)と呼ばれるが、近年は公開鍵暗号システムが普及するに伴い公開鍵暗号システムで使用する専用鍵(Private-key)を秘密鍵(Secret-key)と呼ぶ人が増えたため、混乱を避けて共通鍵(Common-key)と呼ぶこともある。

電子情報通信学会刊「現代暗号理論」によれば、メッセージＭ(Message)を暗号鍵Ｋ(Key)を用いて暗号化(Encryption)して暗号化データ(enCrypted-data)Ｃを得る過程を、Ｃ＝Ｅ（Ｋ，Ｍ）と表現し、暗号化データＣを暗号鍵Ｋを用いて復号化(Decryption)して復号化データを得る過程を、Ｍ＝Ｄ（Ｋ，Ｃ）と表現する。

ここではこれに倣って、デジタルデータ「Ｍ」を秘密鍵暗号システムの秘密鍵Ｋsで暗号化して暗号化データ「Ｃs」を得る過程を、Ｃs＝Ｅ（Ｋs，Ｍ）と、暗号化データ「Ｃs」を秘密鍵Ｋsで復号化してデジタルデータ「Ｍ」を得る過程をＭ＝Ｄ（Ｋs，Ｃs）と表現する。

デジタルデータ「Ｍ」を公開鍵暗号システムの公開鍵Ｋpで暗号化して暗号化データ「Ｃp」を得る過程を、Ｃp＝Ｅ（Ｋp，Ｍ）と、暗号化データ「Ｃp」を専用鍵Ｋvで復号化してデジタル・イメージ・データＭを得る過程をＭ＝Ｄ（Ｋv，Ｃp）と表現する。暗号鍵の配送はこのようにして行われる。

デジタルデータ「Ｍ」を公開鍵暗号システムの専用鍵Ｋvで暗号化して暗号化データＣvを得る過程を、Ｃv＝Ｅ（Ｋv，Ｍ）と、暗号化データ「Ｃv」を公開鍵Ｋpで復号化してデジタルデータ「Ｍ」を得る過程をＭ＝Ｄ（Ｋp，Ｃv）と表現する。デジタル署名はこのようにして行われる。

（５）暗号化データ「Ｃs」，「Ｃp」または「Ｃv」を、証明チップ６２に記録・保存し、カード本体６０と分離不可能な構造で取り付ける。暗号化データの記録・保存にはバーコード、２次元バーコード等の光学的読み取り記録方法、磁気記録等適宜なものが採用可能である。

カード６０がＩＣチップが搭載されたＩＣカードである場合には、暗号化データをＩＣチップに格納することも可能である。分離不可能な構造として一体構造とする、あるいは溶着等の方法を採用する。また、真贋証明チップをカードに取り付けるのではなく暗号化データをカード自体に記録してもよい。

（６）カードを利用するときには、真贋証明チップ６２に格納された暗号化データ「Ｃ」を読み取る。

（７）暗号化データ「Ｃ」を所定の暗号アルゴリズムと暗号鍵を用いて復号化し、復号化データ「Ｍ」を得る。

（８）同時に、真贋認証チップ６１の情報「Ａ’」を読み取る。読み取り手段はカメラを使用するのが最も一般的であるが、カメラ以外の読み取りヘッドあるいはスキャナ等を使用することも可能である。

（９）読み取られた認証チップの情報「Ａ’」をデジタル化し、デジタルデータ「Ｍ’」を得る。

（１０）復号化されたデータ「Ｍ」とデジタル化されたデータ「Ｍ’」を比較する。同一であれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６２との組合せは正当であると判断され、異なっていれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６２との組合せは正当ではないと判断され、カードは不正であると判断される。このようにして、真贋認証チップ６１の正当性はともにカード上に存在する真贋証明チップ６２によって証明される。

この実施例では真贋認証チップ６１から読み取られたデータ「Ｍ’」と真贋証明チップ６２から復号されたデータ「Ｍ」とを比較しているが、逆に真贋認証チップ６１から読み取られたデータ「Ｍ’」を暗号化した暗号化データ「Ｃ'」と真贋証明チップ６２から読み取られた暗号化データ「Ｃ」とを比較するように構成することも可能である。

真贋証明チップ６２のデータは暗号化されている。その暗号システムは単一の暗号鍵を使用する秘密鍵（あるいは共通鍵）暗号システム及び２つ暗号鍵を使用する公開鍵方式のどちらでも採用可能である。公開鍵システムにおいて暗号化及び復号化に用いる鍵は公開鍵と専用鍵（秘密鍵）の組合せあるいは専用鍵と公開鍵の組合せのどちらの組合せも採用可能である。

利用者が端末装置によってカードを利用するときには復号用の暗号鍵が使用されるが、暗号鍵の保管場所として、サーバ内と端末装置内とがある。暗号鍵をサーバ内に保管し、カードの真贋認証が必要になったときに必要な暗号鍵をその都度端末装置に配信する構成にすればオンラインによる安全性の高い方法が可能となる。暗号鍵が端末装置内に保管されていれば、カードの真贋認証はオフラインで端末装置のみによって行うことができる。しかし、端末装置が盗難に遭うと暗号鍵も盗まれることになる。そのようなことを防止するために暗号鍵を端末装置内のＤＲＡＭに保管しておき、端末装置が破壊あるいは盗まれたりすることにより電源が切断された場合には、ＤＲＡＭに保管されていた暗号鍵が失われるように構成すれば、暗号鍵の盗難は防止できる。

［証明チップ実施例２］
カードの真贋を確認するために保存されたデータをホストのサーバから端末装置に送信して端末装置側で真贋を認証し、あるいは読み取ったカードのデータをサーバに送信してサーバ側で真贋を認証する場合、真贋認証チップ６１からのデジタルデータは大きいため、サーバの保存データ量及び通信データ量は大きなものとなる。

その対策として、例えば代表的なハッシュアルゴリズムであるＭＤ５(Message Digest 5)，ＳＡＨ−１(Secure Hash Algorithm - 1)，ＳＡＨ−２等のハッシュアルゴリズムを用いれば、どのように大きなデータであっても１６バイトのハッシュ値に変換することができ、元のデータの改竄は必ずハッシュ値に反映される。このことを利用すれば、サーバの保存データ量及び通信データ量は大きならなくてすむ。暗号化／復号化の負担を軽減するために、ハッシュアルゴリズムを使用する。

図２３及び図２４に、ハッシュアルゴリズムを用いたカードの実施例を示す。図２３にカードを示し、図２４に真贋認証チップと真贋証明チップの機能を示す。

このカード６３は、人工物メトリクス等のカード真贋認証情報「Ａ」(Authentication)が格納された真贋認証チップ６１と、認証情報「Ａ」のデジタル化データ「Ｍ」(Message)をハッシュ値化してハッシュ値「Ｈ」とし、ハッシュ値「ＩＨ」を暗号化して暗号化データ「Ｃh」とし、暗号化データ「Ｃh」が格納された真贋証明チップ６４が、カード本体と分離不可能な構造で取り付けられている。また、カード６３の表面の上部には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。磁気ストライプ２に代えて、あるいはともにＩＣチップを使用することも可能である。また、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６４とは、図２３に示されたように別々の位置に配置してもよいが、隣接してあるいは一体化して配置してもよい。

図２４により、図２３に示したカード６３上の真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６４の機能について説明する。この図において、（１）〜（６）はカード発行者によるカード作成するときについての説明であり、（７）〜（１１）は利用者がＡＴＭ等の端末装置を用いてカードの利用するときについての説明である。

（１）人工物メトリクスあるいはエンボスホログラムであるカード真贋認証情報「Ａ」が格納された真贋認証チップ６１を作成する。人工物メトリクスは各々が全て異なっているから、人工物メトリクスを有する真贋認証チップ６１は全て異なっている。特に３次元的配置を有する人工物メトリクスのコピーは不可能であるから、偽造することはできない。

また、図１１〜図２０に示した方法により３２ビット×３２ビット＝１０２４ビット（１０進数で３０７桁）のデータあるいはそれ以上のビット数のデータを使用して図５〜図７に示した真贋認証チップを作成すれば、同じ真贋認証チップが存在する確率は無視できる程小さい。また、エンボスホログラムは３次元的構造を有しているから、光学的なコピーは不可能であり、偽造することはきわめて困難である。

（２）真贋認証チップ６１の情報を、アナログ的あるいはデジタル的に読み取る。カードを利用する際の読み取りを正確に行うためには、真贋認証チップ６１をカード６３に取り付けた後に読み取りを行うことが望ましい。

（３）読み取られた真贋認証チップ６１のアナログイメージをデジタルデータ「Ｍ」にデジタル化する。なお、読み取られる真贋認証チップ６１に格納されるのがデジタルデータである場合にはデジタル化は不要である。

（４）デジタルデータ「Ｍ」をハッシュし、ハッシュ値「Ｈ」を得る。汎用されているＭＤ５アルゴリズムによりハッシュ他場合に得られるハッシュ値は１６バイト（＝１２８ビット）である。

（５）ハッシュ値「Ｈ」を暗号化し、暗号化データ「Ｃh」を得る。暗号化システムとしては、秘密鍵暗号システム(Secret-key Cryptosystem)、公開鍵暗号システム(Public-key Cryptosystem)が利用可能である。

（６）暗号化データ「Ｃh」を、真贋証明チップ６４に記録・保存し、カード本体６３と分離不可能な構造で取り付ける。暗号化データの記録・保存にはバーコード、２次元バーコード等の光学的読み取り記録方法、磁気記録等適宜なものが採用可能である。

カード６３がＩＣチップが搭載されたＩＣカードである場合には、暗号化データをＩＣチップに格納することも可能である。分離不可能な構造として一体構造とする、あるいは溶着等の方法を採用する。また、チップを取り付けるのではなくカード自体に記録してもよい。

（７）カードを利用するときには、真贋証明チップ６４に格納された暗号化データ「Ｃh」を読み取る。

（８）暗号化データ「Ｃh」を所定の暗号アルゴリズムと暗号鍵を用いて復号化し、復号化データ「Ｈ」を得る。

（９）同時に、真贋認証チップ６１の情報「Ａ’」を読み取る。
読み取り手段はカメラを使用するのが最も一般的であるが、カメラ以外の読み取りヘッドあるいはスキャナ等を使用することも可能である。

（１０）読み取られた認証チップの情報「Ａ’」をデジタル化し、デジタルデータ「Ｍ’」を得る。

（１１）デジタルデータ「Ｍ’」をハッシュし、ハッシュ値「Ｈ’」を得る。

（１２）復号化データ「Ｈ」とハッシュ値「Ｈ’」を比較する。
同一であれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６４との組合せは正当であると判断され、異なっていれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６４との組合せは正当ではないと判断され、カードは不正であると判断される。このようにして、真贋認証チップ６１の正当性は、真贋認証チップ６１とともにカード上に存在する真贋証明チップ６４によって証明される。

この実施例では真贋認証チップ６１から読み取られたデータ「Ｍ’」をハッシュしたハッシュ値「Ｈ’」と真贋証明チップ６４から読み取られた暗号化ハッシュ値「Ｃh」から復号されたハッシュ値「Ｈ」とを比較しているが、逆に真贋認証チップ６１から読み取られたデータ「Ｍ’」をハッシュしたハッシュ値「Ｈ'」を暗号化した暗号化ハッシュ値「Ｃh'」と真贋証明チップ６４から読み取られた暗号化データ「Ｃh」とを比較するように構成することも可能である。

なお、この実施例における使用する暗号システム、暗号鍵の使用法及び管理方法は、証明チップの実施例１の場合と変わるところはないので、新たな説明は省略した。

［証明チップ実施例３］
認証チップが破損あるいは汚損され、認証情報の読み取りが不可能になることがあり得る。そうすると、そのカードが正当なものであっても、使用することはできなくなる。そのような事態に備えるための構成を説明する。

図２５及び図２６に、カードのＩＤを用いたカードの実施例を示す。図２５にカードを示し、図２６に図２５に示した真贋認証チップと真贋証明チップの機能を示す。

このカード６５は、人工物メトリクス等のカード真贋認証情報「Ａ」(Authentication)が格納された真贋認証チップ６１と、真贋認証情報「Ａ」のデジタル化データ「Ｍ」(Message)にカードのＩＤ等の情報を付加してＩＤ付加データ「Ｉ」とし、ＩＤ付加データ「Ｉ」を暗号化して暗号化データ「Ｃi」とし、暗号化データ「Ｃi」が格納された真贋証明チップ６６が、カード本体と分離不可能な構造で取り付けられている。また、カード６５の表面の上部には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。磁気ストライプ２に代えて、あるいはともにＩＣチップを使用することも可能である。また、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６６とは、図２５に示されたように別々の位置に配置してもよいが、隣接してあるいは一体化して配置してもよい。

図２６により、図２５に示したカード６５上の真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６６の機能について説明する。この図において、（１）〜（６）はカード発行者によるカード作成するときについての説明であり、（７）〜（１１）は利用者がＡＴＭ等の端末装置を用いてカードを利用するときについての説明である。

（１）人工物メトリクスあるいはエンボスホログラムであるカード真贋認証情報「Ａ」が格納された真贋認証チップ６１を作成する。

人工物メトリクスは各々が全て異なっているから、人工物メトリクスを有する真贋認証チップ６１は全て異なっている。特に３次元的配置を有する人工物メトリクスのコピーは不可能であるから、偽造することはできない。

また、図１１〜図２０に示した方法により３２ビット×３２ビット＝１０２４ビット（１０進数で３０７桁）のデータあるいはそれ以上のビット数のデータを使用して図５〜図７に示した真贋認証チップを作成すれば、同じ真贋認証チップが存在する確率は無視できる程小さい。また、エンボスホログラムは３次元的構造を有しているから、光学的なコピーは不可能であり、偽造することはきわめて困難である。

（２）真贋認証チップ６１の情報を、アナログ的あるいはデジタル的に読み取る。カードを利用する際の読み取りを正確に行うためには、真贋認証チップ６１をカード６５に取り付けた後に読み取りを行うことが望ましい。

（３）読み取られた真贋認証チップ６１のアナログイメージをデジタルデータ「Ｍ」にデジタル化する。なお、読み取られる真贋認証チップ６１に格納されるのがデジタルデータである場合にはデジタル化は不要である。

（４）デジタルデータ「Ｍ」にカードのＩＤ等のデータを付加し、ＩＤ付加データ「Ｉ」を得る。

（５）ＩＤ付加データ「Ｉ」を暗号化し、暗号化データ「Ｃi」を得る。暗号化システムとしては、秘密鍵暗号システム(Secret-key Cryptosystem)、公開鍵暗号システム(Public-key Cryptosystem)が利用可能である。

（６）暗号化データ「Ｃi」を、真贋証明チップ６６に記録・保存し、カード本体６５と分離不可能な構造で取り付ける。暗号化データの記録・保存にはバーコード、２次元バーコード等の光学的読み取り記録方法、磁気記録等適宜なものが採用可能である。

カード６５がＩＣチップが搭載されたＩＣカードである場合には、暗号化データをＩＣチップに格納することも可能である。分離不可能な構造として一体構造とする、あるいは溶着等の方法を採用する。また、チップを取り付けるのではなくカード自体に記録してもよい。

（７）カードを利用するときには、真贋証明チップ６６に格納された暗号化データ「Ｃi」を読み取る。

（８）暗号化データ「Ｃi」を所定の暗号アルゴリズムと暗号鍵を用いて復号化し、復号化データ「Ｉ」を得る。

（９）同時に、真贋認証チップ６１の情報「Ａ’」を読み取る。読み取り手段はカメラを使用するのが最も一般的であるが、カメラ以外の読み取りヘッドあるいはスキャナ等を使用することも可能である。

（１０）読み取られた真贋認証チップ６１の情報「Ａ’」をデジタル化し、デジタルデータ「Ｍ’」を得る。

（１１）デジタルデータ「Ｍ’」にカードのＩＤ等のデータを付加し、ＩＤ付加データ「Ｉ’」を得る。

（１２）復号化データ「Ｉ」とＩＤ付加データ「Ｉ’」を比較する。同一であれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６６との組合せは正当であると判断され、異なっていれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６６との組合せは正当ではないと判断され、カードは不正であると判断される。

このようにして、真贋認証チップ６１の正当性は、ともにカード上に存在する真贋証明チップ６６によって証明される。

真贋証明チップ６６に記録されたデータは真贋認証チップ６１の情報に基づくデータにＩＤを付加したデータを暗号化したものである。真贋認証チップ６１の正当性を確認するためにはデータを比較する前に真贋認証チップ６６から得られたデータにＩＤを付加する必要がある。このＩＤを秘密にしておくことにより、ＩＤを知らない者が暗号解読を行って暗号鍵を知ることは不可能である。

この実施例では真贋認証チップ６１から読み取られた情報「Ａ’」をデジタル化してデジタルデータ「Ｍ’」とし、カード情報を付加したデータ「Ｉ’」と、真贋証明チップ６６から読み取られた暗号化データ「Ｃi」を復号化したデータ「I」とを比較している。これは、逆に真贋証明チップ６６から読み取られたデータ「Ｃi」を復号したデータ「Ｉ」からカード情報を除去して得られたデジタルデータ「Ｍ」と、真贋認証チップ６１から読み取られた情報「Ａ’」をデジタル化したデジタルデータ「Ｍ’」とを比較するように構成することも可能である。

なお、この実施例における使用する暗号システム、暗号鍵の使用法及び管理方法は、証明チップの実施例１の場合と変わるところはないので、新たな説明は省略した。

真贋認証チップと真贋証明チップが共存したカードは利用者が管理している。また、真贋認証チップには暗号化の対象となる真贋認証情報が裸の状態で存在しており、真贋証明チップには真贋認証情報の暗号化データが存在している。このような状況において、カードが悪意を持つ者の手中に落ちた場合、あるいは利用者が悪意ある者であった場合には、暗号が解読され、暗号鍵が知られてしまう。そのような事態を防止するための構成を説明する。

図２７及び図２８に、電子透かしを用いたカードの実施例を示す。図２７にカードを示し、図２８に図２７に示した真贋認証チップと真贋証明チップの機能を示す。

このカード６７は、人工物メトリクス等のカード真贋認証情報「Ａ」(Authentication)が格納された真贋認証チップ６１と、真贋認証情報「Ａ」のデジタル化データ「Ｍ」(Message)に電子透かし(Water Marking)を付加して電子透かし付データ「Ｗ」とし、電子透かし付データ「Ｗ」を暗号化して暗号化データ「Ｃw」とし、暗号化データ「Ｃw」が格納された真贋証明チップ６８が、カード本体と分離不可能な構造で取り付けられている。また、カード６７の表面の上部には磁気ストライプ２と矢印３が形成されている。磁気ストライプ２に代えて、あるいはともにＩＣチップを使用することも可能である。また、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６８とは、図２７に示されたように別々の位置に配置してもよいが、隣接してあるいは一体化して配置してもよい。

図２８により、図２７に示したカード６７上の真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６８の機能について説明する。この図において、（１）〜（６）はカード発行者によるカード作成についての説明であり、（７）〜（１１）は利用者がＡＴＭ等の端末装置を用いてカードの利用するときについての説明である。

（１）人工物メトリクスあるいはエンボスホログラムであるカード真贋真贋認証情報「Ａ」が格納された真贋認証チップ６１を作成する。

人工物メトリクスは各々が全て異なっているから、人工物メトリクスを有する真贋認証チップ６１は全て異なっている。特に３次元的配置を有する人工物メトリクスのコピーは不可能であるから、偽造することはできない。また、図１１〜図２０に示した方法により３２ビット×３２ビット＝１０２４ビット（１０進数で３０７桁）のデータあるいはそれ以上のビット数のデータを使用して図５〜図７に示した真贋認証チップを作成すれば、同じ真贋認証チップが存在する確率は無視できる程小さい。また、エンボスホログラムは３次元的構造を有しているから、光学的なコピーは不可能であり、偽造することはきわめて困難である。

（２）真贋認証チップ６１の情報を、アナログ的あるいはデジタル的に読み取る。カードを利用する際の読み取りを正確に行うためには、真贋認証チップ６１をカード６７に取り付けた後に読み取りを行うことが望ましい。

（３）読み取られた真贋認証チップ６１のアナログイメージをデジタルデータ「Ｍ」にデジタル化する。なお、読み取られる真贋認証チップ６１に格納されるのがデジタルデータである場合にはデジタル化は不要である。

（４）デジタルデータ「Ｍ」に電子透かしを付加し、電子透かし付データ「Ｗ」を得る。

（５）電子透かし付データ「Ｗ」を暗号化し、暗号化データ「Ｃw」を得る。

（６）暗号化データ「Ｃw」を、真贋証明チップ６８に記録・保存し、カード本体６７と分離不可能な構造で取り付ける。暗号化データの記録・保存にはバーコード、２次元バーコード等の光学的読み取り記録方法、磁気記録等適宜なものが採用可能である。

カード６７がＩＣチップが搭載されたＩＣカードである場合には、暗号化データをＩＣチップに格納することも可能である。分離不可能な構造として一体構造とする、あるいは溶着等の方法を採用する。また、チップを取り付けるのではなくカード自体に記録してもよい。

（７）カードを利用するときには、真贋証明チップ６８に格納された暗号化データ「Ｃw」を読み取る。

（８）暗号化データ「Ｃw」を所定の暗号アルゴリズムと暗号鍵を用いて復号化し、復号化データ「Ｗ」を得る。

（９）同時に、真贋認証チップ６１の情報「Ａ’」を読み取る。読み取り手段はカメラを使用するのが最も一般的であるが、カメラ以外の読み取りヘッドあるいはスキャナ等を使用することも可能である。

（１０）読み取られた真贋認証チップの情報「Ａ’」をデジタル化し、デジタルデータ「Ｍ’」を得る。

（１１）デジタルデータ「Ｍ’」に電子透かしを付加し、電子透かし付加データ「Ｗ’」を得る。

復号化データ「Ｗ」と値電子透かし付デジタルデータ「Ｗ’」を比較する。同一であれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６８との組合せは正当であると判断され、異なっていれば、真贋認証チップ６１と真贋証明チップ６８との組合せは正当ではないと判断される。

このようにして、真贋認証チップ６１の正当性は、ともにカード上に存在する真贋証明チップ６８によって証明される。

真贋証明チップ６８に記録されたデータは真贋認証チップ６１の情報に基づくデータに電子透かしを付加したデータを暗号化したものである。真贋認証チップ６１の正当性を確認するためにはデータを比較する前に真贋認証チップ６１から得られたデータに電子透かしを付加する必要がある。この電子透かしを秘密にしておくことにより、電子透かしを知らない者が暗号解読を行って暗号鍵を知ることは不可能である。

この実施例では真贋認証チップ６１から読み取られた情報「Ａ’」をデジタル化してデジタルデータ「Ｍ’」とし、電子透かしを付加したデータ「Ｗ’」と、真贋証明チップ６８から読み取られた暗号化データ「Ｃw」を復号化したデータ「Ｗ」とを比較している。これは、逆に真贋証明チップ６８から読み取られたデータ「Ｃw」を復号したデータ「Ｗ」から電子透かしを除去して得られたデジタルデータ「Ｍ」と、真贋認証チップ６１から読み取られた情報「Ａ’」をデジタル化したデジタルデータ「Ｍ’」とを比較するように構成することも可能である。

なお、この実施例における使用する暗号システム、暗号鍵の使用法及び管理方法は、証明チップの実施例１の場合と変わるところはないので、新たな説明は省略した。
［証明チップ実施例５］
以上説明した証明チップ例は、証明チップの実施例１に示された基本的な構成に証明チップの実施例２ではハッシュアルゴリズムを、証明チップの実施例３ではカード等のＩＤを、証明チップの実施例４では電子透かしを、各々付加することによって、偽造を困難にしている。
これらの付加された技術は、単にそれのみが付加されるのではなく、幾つかを組合わせる、すなわち、ハッシュアルゴリズムとカード等のＩＤを、ハッシュアルゴリズムと電子透かしを、カード等のＩＤと電子透かしを、さらにはハッシュアルゴリズムとカード等のＩＤと電子透かしを組み合わせることも可能である。

カード真贋認証処理フローを説明する。
［処理フロー実施例１］。
図２９により、カード真贋認証処理フローの実施例１を説明する。
（１）カード利用者がＡＴＭ等の端末装置のカード挿入口に矢印部を先頭にしてキャッシュカードを挿入すると、カード挿入口のセンサがそのことを感知し、カードを装置内に取り込む。

（２）カードを取り込む際に、端末装置はカードの磁気記録部からカード情報を読み込む。

（３）端末装置は、挿入されたカードがその端末装置で取り扱うことが可能なカードであるか否かを判断する。

（４）読み込んだカード情報から、取扱が可能であることを示す情報が確認されなかった場合、あるいは正規のカードであっても破損あるいは汚損等によりカードの情報が読みとれなかった場合には、端末装置はそのカードが取り扱うことが出来ない不適正なカードであるとして排出する。

（５）端末装置は、カード取り込み時のカードの移動を利用する機械的走査、あるいはカードが取り込まれた停止した状態で真贋認証チップから真贋認証情報を読み取る。

（６）端末装置は、読み込まれたカード真贋認証情報が正しいか否かを判断する。

（７）端末装置がカード真贋認証情報が正しくないと判断したときには、挿入されたカードが正規のものではないと判断し、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

（８）端末装置が、カード真贋認証情報が正規のものであると判断したときには、出金額等のさらなる入力操作をユーザに要求する。

（９）ユーザが要求に従い、出金額等の入力操作を行う。

（１０）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が適切であるか否かを判断する。

（１１）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が残高不足等の理由により適切でないと判断したときには、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

（１２）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が適切であると判断したときには、出金等により出力し、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

［処理フロー実施例２］
図３０により、カード真贋認証処理フローの実施例２を説明する。
このカード真贋認証処理フローの実施例２は、カード真贋認証処理フローの実施例１では、カード真贋認証情報が正しくないときには、カードを端末装置から排出するのに対し、真贋認証情報が正しくないときには、カードを端末装置に取り込み、警報を発する。このようにすることにより、不正カードの摘発が容易になる。

（１）カード利用者がＡＴＭ等の端末装置のカード挿入口に矢印部を先頭にしてキャッシュカードを挿入すると、カード挿入口のセンサがそのことを感知し、カードを装置内に取り込む。

（２）カードを取り込む際に、端末装置はカードの磁気記録部からカード情報を読み込む。

（３）端末装置は、挿入されたカードがその端末装置で取り扱うことが可能なカードであるか否かを判断する。

（４）読み込んだカード情報から、取扱が可能であることを示す情報が確認されなかった場合、あるいは正規のカードであっても破損あるいは汚損等によりカードの情報が読みとれなかった場合には、端末装置はそのカードが取り扱うことが出来ない不適正なカードであるとして排出する。

（５）端末装置は、カード取り込み時のカードの移動を利用する機械的走査、あるいはカードが取り込まれた停止した状態で真贋認証チップから真贋認証情報を読み取る。

（６）端末装置は、読み込まれたカード真贋認証情報が正しいか否かを判断する。

（７）端末装置がカード真贋認証情報が正しくないと判断したときには、挿入されたカードが正規のものではないと判断し、カードを端末装置内に収納するとともに警報を発する。

この警報は端末機から離隔した場所でのみ発するようにし、端末機には故障表示をするようにすれば不正規カード使用者の身柄確保が容易になる。

（８）端末装置が、カード真贋認証情報が正規のものであると判断したときには、出金額等のさらなる入力操作をユーザに要求する。

（９）ユーザが要求に従い、出金額等の入力操作を行う。

（１０）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が適切であるか否かを判断する。

（１１）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が残高不足等の理由により適切でないと判断したときには、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

（１２）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が適切であると判断したときには、出金等により出力し、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

［処理フロー実施例３］
図３１により、カード真贋認証処理フローの実施例３を説明する。
このカード真贋認証処理フローの実施例３は、カード真贋認証処理フローの実施例２では、カード真贋認証情報が正しくないときには、直ちにカードを端末装置に取り込み、警報を発するのみ対し、カード利用者に操作を行わせる。
このようにすることにより、不正カードの摘発が確実になる。

（１）カード利用者がＡＴＭ等の端末装置のカード挿入口に矢印部を先頭にしてキャッシュカードを挿入すると、カード挿入口のセンサがそのことを感知し、カードを装置内に取り込む。

（２）カードを取り込む際に、端末装置はカードの磁気記録部からカード情報を読み込む。

（３）端末装置は、挿入されたカードがその端末装置で取り扱うことが可能なカードであるか否かを判断する。

（４）読み込んだカード情報から、取扱が可能であることを示す情報が確認されなかった場合、あるいは正規のカードであっても破損あるいは汚損等によりカードの情報が読みとれなかった場合には、端末装置はそのカードが取り扱うことが出来ない不適正なカードであるとして排出する。

（５）端末装置は、カード取り込み時のカードの移動を利用する機械的走査、あるいはカードが取り込まれた停止した状態で真贋認証チップから真贋認証情報を読み取る。

（６）端末装置は、読み込まれたカード真贋認証情報が正しいか否かを判断する。

（７）端末装置がカード真贋認証情報が正しくないと判断したときには、出金額等のさらなる入力操作をユーザに要求する。

（８）ユーザが要求に従い、出金額等の入力操作を行う。

（９）カードを端末装置内に収納するとともに警報を発する。

この警報は端末機から離隔した場所でのみ発するようにし、端末機には故障表示をするようにすれば不正規カード使用者の確保が容易になる。

（１０）端末装置が、カード真贋認証情報が正規のものであると判断したときには、出金額等のさらなる入力操作をユーザに要求する。

（１１）ユーザが要求に従い、出金額等の入力操作を行う。

（１２）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が適切であるか否かを判断する。

（１４）ホストコンピュータは、出金額等の入力操作の内容が残高不足等の理由により適切でないと判断したときには、カードを端末装置から排出し、処理を終了する。

このような構成にすることにより、不正規カード使用者が端末装置を使用する時間が長くなり身柄確保のための時間が長くなるだけでなく、操作を行わせることにより、指紋等の証拠の採取が可能になる。
その際、接触型のタッチスイッチを採用すると指紋の採取がより確実になる。

以上説明したカード真贋認証チップ、カード真贋証明チップを有するカードは、銀行キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、ポイントカード、証券、ＩＤカード、入構証、証明書等に採用可能である。

Claims (26)

1. 真贋認証が必要となる対象物であって、前記対象物には前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報が設けられた真贋認証チップが、前記対象物から分離不可能に付与されたことを特徴とする、真贋認証対象物。
2. 前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報が、人工物メトリクスパターンであることを特徴とする、請求項１の真贋認証対象物。
3. 前記人工物メトリクスパターンが、エンボスホログラムからなることを特徴とする、請求項２の真贋認証対象物。
4. 前記人工物メトリクスパターンが、蛍光物質粒からなることを特徴とする、請求項３の真贋認証対象物。
5. 前記人工物メトリクスパターンが、マトリクス状に配置されたデジタルデータであり、前記デジタルデータは２進乱数に基づいて決定されている、請求項３又は請求項４の真贋認証対象物。
6. 前記人工物メトリクスパターンが、より大きなマトリクス状に配置されたデジルデータの一部分であることを特徴とする、請求項５の真贋認証対象物。
7. 前記人工物メトリクスパターンがエンボスホログラムからなることを特徴とする、請求項５又は請求項６の真贋認証対象物。
8. 前記人工物メトリクスパターンが蛍光物質粒からなることを特徴とする、請求項５又は請求項６の真贋認証対象物。
9. 前記真贋認証チップに読み取り位置合わせ用マークが設けられたことを特徴とする、請求項１の真贋認証対象物。
10. 前記読み取り位置合わせ用マークが１個であることを特徴とする、請求項９の真贋認証対象物。
11. 前記読み取り位置合わせ用マークが複数個であることを特徴とする、請求項９の真贋認証対象物。
12. 読み取り開始線、読み取り終了線及び読み取り端部指示線が設けられたことを特徴とする、請求項９の真贋認証対象物。
13. 読み取り同期信号用のマークが設けられたことを特徴とする、請求項１０の真贋認証対象物。
14. さらに、前記真贋認証チップの真贋を証明するための情報が、前記対象物から分離不可能に付与されたことを特徴とする、請求項１の真贋認証対象物。
15. 前記真贋認証チップの真贋を証明するための情報が、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報に基づいて得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項１４の真贋認証対象物。
16. 前記暗号化データが、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報を暗号化して得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項１５の真贋認証対象物。
17. 前記暗号化データが、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報のハッシュ値を暗号化して得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項１５の真贋認証対象物。
18. 前記暗号化データが、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報と前記対象物の識別情報からなる情報を暗号化して得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項１５の真贋認証対象物。
19. 前記暗号化データが、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報と電子透かしからなる情報を暗号化して得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項１５の真贋認証対象物。
20. 前記暗号化データが、前記真贋認証対象物の発行者が管理する共通鍵システムの共通鍵を用いて暗号化されている、請求項１５の真贋認証対象物。
21. 前記暗号化データが、前記真贋認証対象物の発行者が管理する公開鍵システムの公開鍵を用いて暗号化されている、請求項１５の真贋認証対象物。
22. 前記暗号化データが、前記真贋認証対象物の発行者が管理する公開鍵システムの秘密鍵を用いて暗号化されている、請求項１５の真贋認証対象物。
23. 対象物の真贋認証を行うシステムであって、前記対象物には前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報が設けられた真贋認証チップが、前記対象物から分離不可能に付与されており、真贋認証チップを読み取ることにより、前記対象物の真贋を判定することを特徴とする真贋認証システム。
24. 前記真贋認証チップの真贋を証明するための情報が、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報に基づいて得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項２３の真贋認証システム。
25. 対象物の真贋認証を行うシステムであって、前記対象物には前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報が設けられた真贋認証チップと、前記対象物の真贋を証明するための真贋証明チップが、前記対象物から分離不可能に付与されており、真贋認証チップをと前記真贋証明チップを読み取ることにより、前記対象物の真贋を判定することを特徴とする真贋認証システム。
26. 前記真贋認証チップの真贋を証明するための情報が、前記対象物を特定する偶然により得られた多波長光を利用する複写不能な情報に基づいて得られた暗号化データであることを特徴とする、請求項２５の真贋認証システム。

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