JP5331560B2

JP5331560B2 - Ｒｆｉｄスキミング防止装置及び方法

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Publication number: JP5331560B2
Application number: JP2009108639A
Authority: JP
Inventors: 孝義西山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-04-28
Also published as: JP2010257356A

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグに対して送信信号を出力し、ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信してそれを処理するＲＦＩＤタグ通信装置を利用したＲＦＩＤタグ通信システムに対してＲＦＩＤタグからの応答信号を不正に読取りを行うことを防止する技術に関する。

従来から、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグに識別コードなどの情報を記録しておき、このタグを物品等に貼付させ、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間で電波を使って情報を送受信することにより、物品等の識別および流通等の管理が行われている。

図１は、ＲＦＩＤタグ通信装置が通信可能距離にあるＲＦＩＤタグとの間で通信を行う場合における構成を示す図である。図１においては、ＲＦＩＤタグ通信装置１１０が照射する制御信号をＲＦＩＤタグ１２０が受信して、ＲＦＩＤタグ１２０が応答信号をＲＦＩＤタグ通信装置１１０へ返すことにより通信を行っている。また、ＲＦＩＤタグ１２０がパッシブ型の場合はＲＦＩＤタグ通信装置１１０が照射する送信信号を動作電力として応答信号を返す。ＲＦＩＤタグ通信装置が単体で動作する場合は、ＲＦＩＤタグ通信装置は通信可能距離にある識別対象のＲＦＩＤタグとの間で安定して通信が行える。このような従来技術として、特許文献１がある。

ここで、パッシブ型のＲＦＩＤタグは、アンテナインピーダンスが整合する場合と整合しない場合でインピーダンスの切替を行うことにより、ＲＦＩＤタグ通信装置が照射する無変調波を反射させてバックスキャッタ応答信号を返す。ＲＦＩＤタグは送信信号を出力するためのパワーアンプを持たないため、日本国内の電波法では構内無線局からは除外されている。

特開２００７−１７２３１０号公報

ところが、従来技術を適用した図２に示されるような構成ではＲＦＩＤタグ通信装置２１０が通信を行っていない間に、不正読取ＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグ２２０との通信可能距離まで近づくことができれば、ＲＦＩＤタグ２２０の内容を不正に読取ることができる。

そのため、例えば、特許文献１に開示されているように、妨害波を発射する妨害装置を設置することによって、登録されたＲＦＩＤタグ通信装置でないと不正なＲＦＩＤタグ通信装置であるとして妨害波を発射することによって読取りを行わせない方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１で開示する方法では、妨害波を発射する妨害装置も構内無線局となるため、設置するためには無線局の登録申請が必要となる。このため、妨害装置の設置台数分の登録申請が必要となってしまう。また、妨害装置が無線局装置であるため、妨害波が周辺に与える影響も大きいと考えられる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ＲＦＩＤスキミング防止装置がパッシブ型のＲＦＩＤタグと同様の方式で、ＲＦＩＤタグのバックスキャッタ応答信号に重畳する干渉波を返すことにより、無線局でないスキミング防止装置を提供するものである。また、本発明は国内において無線局装置でないことから、必要な箇所に必要な台数を設置した場合でも無線局の登録申請が必要ない。

図３は、上記課題を解決するために、本発明によるＲＦＩＤスキミング防止装置の内部構成の一例を示す図である。

本発明の一例ではアンテナ３３０に接続されるインピーダンス回路がアンテナと整合する回路３１３と整合しない回路３１２を切替器３１１によって、処理部３１５が制御する。通常はＲＦＩＤタグ通信装置からの送信信号を受信するためにインピーダンスがアンテナと整合する回路３１３に切替えている。処理部は、信号受信部３１４でＲＦＩＤタグ通信装置からの送信信号を検知すると、インピーダンスが整合する回路３１３と整合しない回路３１２を切替器３１１によって切替を行うことによりバックスキャッタ読取防止信号を返す。すなわち、アンテナに接続するインピーダンスの変化を繰り返すことにより、振幅が変動する反射波を発信するものである。なお、発信には、パワーアンプなどを用いずに反射により生じるものも含まれる。このことにより、この反射波を読取り範囲にあるＲＦＩＤタグが応答を返すバックスキャッタ信号に重畳して干渉波となるバックスキャッタ読取防止信号を生成することが可能になる。

図４は、ＲＦＩＤタグ通信装置が読取範囲内のＲＦＩＤタグの読取を行う場合にＲＦＩＤスキミング防止装置が周辺のスキミング装置の不正読取を防止する状態を示す図である。

ＲＦＩＤタグ通信装置４１０が通信範囲４５０の中にあるＲＦＩＤタグ４２０に対して読取を行うために送信信号４４０を送信する。ＲＦＩＤタグ４２０は送信信号４４０を受信し、バックスキャッタ応答信号４４１を返す。このとき、ＲＦＩＤスキミング防止装置４３０も不正読取防止のためのバックスキャッタ読取防止信号４４２を返す。ＲＦＩＤタグ４２０のバックスキャッタ応答信号４４１を不正に読取を行うＲＦＩＤスキミング装置４３０は、バックスキャッタ応答信号４４１およびバックスキャッタ読取防止信号４４２を受信することになり、バックスキャッタ応答信号４４１を正しく識別できないため不正な読取が防止できる。なお、バックスキャッタ応答信号４４１およびバックスキャッタ読取防止信号４４２の受信は、双方の信号を同時（少なくとも一部の信号が時間的に重なっている）に受信するとより好適である。

ＲＦＩＤスキミング防止装置４３０が指向性のあるアンテナを利用することによりＲＦＩＤタグ通信装置４１０にはバックスキャッタ読取防止信号４４２が受信されないようにすることができる。

あるいは、ＲＦＩＤタグ装置４１０が送信信号４４０を利用して、ＲＦＩＤスキミング防止装置４３０のバックスキャッタ読取防止信号４４２の固定パターンを予め通知することで、バックスキャッタ応答信号４４１にバックスキャッタ読取防止信号４４２が重畳していても、受信信号から固定パターンのバックスキャッタ読取防止信号４４２を除去することによってバックスキャッタ応答信号４４１のみを抽出し、受信することが可能となる。

さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。

本発明により、読取装置でのスキミングを含む不正な読取を防止できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。

＜第１の実施形態＞
図５は、本発明の第１の実施形態によるＲＦＩＤタグ不正読取防止システムの概略構成を示す図である。ＲＦＩＤタグ不正読取防止システムは、正しくシステムに組込まれているＲＦＩＤタグ通信装置５１０が読取範囲５５０にあるＲＦＩＤタグ５２０の読取を行っている状態である。ＲＦＩＤタグ通信装置５１０が送信信号５４０を送出し、ＲＦＩＤタグ５２０が受信するとバックスキャッタ応答信号５４１を発信する。ＲＦＩＤタグ５２０のバックスキャッタ応答信号５４１をＲＦＩＤタグ通信装置５１０が受信することでＲＦＩＤタグ５２０のデータの読取を行っている。ＲＦＩＤタグ通信装置５１０は送信信号５４０の制御コマンドにより、ＲＦＩＤタグ５２０の読取を行う前にＲＦＩＤスキミング防止装置５３０に対して不正読取防止のバックスキャッタ読取防止信号を返信する動作を停止する。ＲＦＩＤタグ通信装置５１０がＲＦＩＤタグ５２０の読取を行った後に、ＲＦＩＤタグ通信装置５１０がＲＦＩＤスキミング防止装置５３０に対して不正読取防止のバックスキャッタ読取防止信号を発信する動作を開始させる。なお、ここでのバックスキャッタ読取防止信号の発信は、ＲＦＩＤスキミング防止装置５３０を特定して特定されたものに対して発信してもよいし、特定せず発信してもよい。また、その開始は、読取動作と時間的に重なってもよい。

また、ここでは、アンテナに接続するインピーダンスの変化、すなわち、切替回路３１１での切替を繰り返すことにより、振幅が変動する反射波を発信する。このことにより、この反射波を読取り範囲にあるＲＦＩＤタグが応答を返すバックスキャッタ信号に重畳して干渉波となるバックスキャッタ読取防止信号を生成することが可能になる。

図６は、不正な読取を行うＲＦＩＤタグ通信装置５１１が読取を行う状態を示した図である。不正に読取を行おうとする不正読取ＲＦＩＤタグ通信装置５１１は、ＲＦＩＤタグ５２０を不正に読取するために送信信号５４４を送出する。このときＲＦＩＤスキミング防止装置５３０に対して送信信号５４４を送出しても不正読取の機能を停止することができなければ、ＲＦＩＤタグ５２０がバックスキャッタ応答信号５４３を返した場合に、ＲＦＩＤスキミング防止装置５３０からのバックスキャッタ読取防止信号５４４が重畳して不正読取ＲＦＩＤタグ通信装置５１１に伝わる。このため、不正読取ＲＦＩＤタグ通信装置５１１は、ＲＦＩＤタグ５２０からのバックスキャッタ応答信号５４３を正しく受信することができない（もしくが応答信号５４３の受信自体できない）。

このように正規に利用するＲＦＩＤタグ通信装置５１０からの制御コマンドによって、ＲＦＩＤスキミング防止装置５３０がスキミング防止のためのバックスキャッタ読取防止信号５４４を発信する動作の停止、及び再開が行えるシステムである。これにより、ＲＦＩＤタグ通信装置５１０を介してＲＦＩＤスキミング防止装置５３０の動作制御を行うことができる。なお、バックスキャッタ防止信号５４４の発信の停止は、図示しない制御部により、切替回路３１１、信号受信部３１４および処理部３１５等のＲＦＩＤスキミング防止装置３００の構成要件の少なくとも１つの動作を抑止することで実現する。この場合、特定の信号以外もしくはコマンド以外を受信した場合に実行してもよいし、利用者の入力によりよくするようにしてもよい。ここで、特定の信号（コマンド）とは、ＲＦＩＤスキミング防止装置３００に格納された信号(コマンド)もしくはこれらを識別する情報と比較して判断される。また、逆に抑止すべきコマンド(信号)を記憶しておき、これらを受信した場合に抑止を実行してもよい。

また、同様の構成で異なる実施形態として、正規に利用するＲＦＩＤタグ通信装置５１０からの制御コマンドによって、ＲＦＩＤスキミング防止装置５３０が返すスキミング防止のためのバックスキャッタ読取防止信号５４４を固定パターンで指定する。正規に利用する（もしくは不正読取とみなさない）ＲＦＩＤタグ通信装置５１０は、読取を行うＲＦＩＤタグ５２０のバックスキャッタ応答信号５４１にＲＦＩＤスキミング防止装置５３０のバックスキャッタ読取防止信号５４４が重畳していても、受信信号から固定パターンのバックスキャッタ応答信号の成分を除去することによってＲＦＩＤタグ５２０からのバックスキャッタ応答信号５４１（のみ）を抽出し、受信することも可能である。

以上のように、不正なＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグの読取を行う場合に、不要電波を発射しないスキミング防止装置によって不正な読取動作を防止できる。

なお、前記スキミング防止装置は、アンテナが前方方向のみの指向性を備える場合においては、ＲＦＩＤタグ通信装置４１０の位置を検知する手段を設け、その読取り範囲の外側に向けてアンテナ３３０を配置する（もしくはアンテナの位置を移動させる機構で移動させる）ことにより、読取り範囲内にあるＲＦＩＤタグに対して読取り範囲の外側からＲＦＩＤタグ通信装置を用いて読取りを行ったとしても、ＲＦＩＤタグが応答を返すバックスキャッタ信号に重複して干渉波となるバックスキャッタ読取防止信号を発信することも本発明に含まれる。なお、ＲＦＩＤタグ通信装置４１０の位置の検知は、いわゆるセンサで行ってもよいし、利用者からの入力によって行ってもよい。

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態によるＲＦＩＤスキミング防止システムの概略構成を示す図である。ＲＦＩＤタグ通信装置７１０が読取範囲７５０の中にあるＲＦＩＤタグ７２０の読取を行っている様子を示している。ＲＦＩＤスキミング防止システムでは、ＲＦＩＤタグ通信装置７１０の読取範囲７５０の境界線上にＲＦＩＤスキミング防止装置７３１〜７３４を設置している。ＲＦＩＤスキミング防止装置７３１〜７３４は、指向性のアンテナにより読取範囲７５０の外側に向けて設置していることを示している。このとき、ＲＦＩＤタグ通信装置７１０とＲＦＩＤタグ７２０との間の通信を読取範囲７５０の外から不正に読取を行うＲＦＩＤスキミング装置７１２があった場合、ＲＦＩＤタグ７２０からのバックスキャッタ応答信号７４１にＲＦＩＤスキミング防止装置７３３からのバックスキャッタ読取防止信号７４２が重畳されることになるので不正な読取が防止できる。また、読取範囲７５０の外から不正読取ＲＦＩＤタグ通信装置７１３がＲＦＩＤタグ７２０と通信を行うことで不正な読取を行う場合、ＲＦＩＤタグ７２０からのバックスキャッタ応答信号７４４にＲＦＩＤスキミング防止装置７３４からのバックスキャッタ読取防止信号７４５が重畳されることになるので不正な読取が防止できる。

以上説明したように、読取範囲の外側に向かってスキミング防止装置を設置して使用する場合には、読取範囲の外からＲＦＩＤタグの読取を行っている状態をスキミングする場合や不正なＲＦＩＤタグ通信装置が読取を実行する場合に於いても読取が行えない。読取範囲内に設置されたＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグの読取を正常に行える。

＜まとめ＞
本発明は、例えば、不正に読取を行われたくない移動体識別用無線設備を用いたシステムに適用することができる。

本発明では、スキミング防止装置がＲＦＩＤタグ通信装置の送信信号を検知してＲＦＩＤタグのバックスキャッタ応答信号に重畳してバックスキャッタ読取防止信号を返す機能を有しても良い。

このスキミング防止装置がＲＦＩＤタグ通信装置の送信信号に含まれる制御信号によりバックスキャッタ読取防止信号を停止/開始する機能を有しても良い。

このスキミング防止装置がＲＦＩＤタグ通信装置の送信信号に含まれる制御信号によりバックスキャッタ読取防止信号の固定パターンを選択できる機能を有しても良い。
このスキミング防止装置が指向性のアンテナを有することで、ＲＦＩＤタグ通信装置とＲＦＩＤタグの通信を妨げることなく、バックスキャッタ読取防止信号を読取範囲の外側に向けて返す機能を有しても良い。
また、バックスキャッタ応答信号の読取を防止する機能を持つスキミング防止装置だけでなく、ＲＦＩＤタグ通信装置についても以下の機能を有しても良い。
ＲＦＩＤタグ通信装置がスキミング防止装置のバックスキャッタ読取防止信号の停止／開始の制御を行う機能を有しても良い。

このＲＦＩＤタグ通信装置が不正読取防止のためのバックスキャッタ読取防止信号の固定パターンをスキミング防止装置に通知する制御を行う機能を有しても良い。

このＲＦＩＤタグ通信装置がスキミング防止装置に通知するバックスキャッタ読取防止信号の固定パターンの信号成分を受信信号から除去してＲＦＩＤタグのバックスキャッタ応答信号を受信する機能を有しても良い。

本実施の形態によれば、不正な読取を行おうとするＲＦＩＤタグ通信装置に対して、妨害波を発射する無線局を設置することなく、パッシブ型のＲＦＩＤタグのスキミングを防止する。電波を発射するための送信アンプを実装しないＲＦＩＤスキミング防止装置を使用することから、不要な電波の発射を行うことなくスキミングを防止できるようになる。このため、他の無線局装置に与える電波干渉を最小限に抑えつつ、国内においては無線局の手続きが必要なくＲＦＩＤスキミング防止装置を必要な箇所に必要な台数を設置できる。

ＲＦＩＤタグ通信装置が単体で動作する場合を説明する図である。不正なＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグと不正な読取動作を行っている場合を説明する図である。ＲＦＩＤスキミング防止装置の内部構成を説明する図である。ＲＦＩＤスキミング防止装置が不正にスキミングを行うＲＦＩＤスキミング装置の読取を防止することを説明する図である。ＲＦＩＤスキミング防止装置が動作を停止して正規のＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグと読取動作を行っている場合を説明する図である。ＲＦＩＤスキミング防止装置が動作して、不正読取を行うＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグの読取が行えない場合を説明する図である。ＲＦＩＤスキミング防止装置が読取範囲の境界線に設置され、不正にスキミングが行えない場合や不正読取を行うＲＦＩＤタグ通信装置がＲＦＩＤタグの読取が行えない場合を説明する図である。

１１０・・・RFIDタグ通信装置、１２０・・・RFIDタグ、１３０・・・空中線伝播中のRFIDタグ通信装置の送信信号、１４０・・・空中線伝播中のRFIDタグのバックスキャッタ応答信号、２１０・・・RFIDタグ通信装置、２１１・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置、２２０・・・RFIDタグ、２４１・・・空中線伝播中の不正読取を行うRFIDタグ通信装置の送信信号、２４２・・・空中線伝播中のRFIDタグのバックスキャッタ応答信号、３００・・・RFIDスキミング防止装置、３１１・・・アンテナインピーダンス切替回路、３１２・・・インピーダンス回路(短絡)、３１３・・・インピーダンス回路(整合)、３１４・・・信号受信部、３１５・・・処理部、３３０・・・アンテナ、４１０・・・RFIDタグ通信装置、４１１・・・RFIDスキミング装置、４２０・・・RFIDタグ、４３０・・・RFIDスキミング防止装置、４４０・・・RFIDタグ通信装置の送信信号、４４１・・・RFIDタグのバックスキャッタ応答信号、４４２・・・RFIDスキミング防止装置のバックスキャッタ読取防止信号、４５０・・・RFIDタグ通信装置の読取範囲、５１０・・・RFIDタグ通信装置、５１１・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置、５２０・・・RFIDタグ、５３０・・・RFIDスキミング防止装置、５４０・・・RFIDタグ通信装置の送信信号、
５４１・・・RFIDタグのバックスキャッタ応答信号、５４２・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置の送信信号、５４３・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置に対するRFIDタグのバックスキャッタ応答信号、５４４・・・RFIDスキミング防止装置によるバックスキャッタ読取防止信号、５５０・・・RFIDタグ通信装置の読取範囲、７１０・・・RFIDタグ通信装置、７１２・・・RFIDスキミング装置、７１３・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置、７２０・・・RFIDタグ(1)、７３１・・・RFIDスキミング防止装置(1)、７３２・・・RFIDスキミング防止装置(2)、７３３・・・RFIDスキミング防止装置(3)、７３４・・・RFIDスキミング防止装置(4)、７４０・・・RFIDタグ通信装置の送信信号、７４１・・・RFIDタグのバックスキャッタ応答信号、７４２・・・RFIDスキミング防止装置(3)によるバックスキャッタ読取防止信号、７４３・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置の送信信号、７４４・・・不正読取を行うRFIDタグ通信装置に対するRFIDタグのバックスキャッタ応答信号、７４５・・・RFIDスキミング防止装置によるバックスキャッタ読取防止信号、７５０・・・RFIDタグ通信装置の読取範囲

Claims

読取防止信号を発信することで、ＲＦＩＤタグ通信装置と通信を行うＲＦＩＤタグの応答信号に対するスキミングを防止するＲＦＩＤスキミング防止装置において、
前記ＲＦＩＤタグ通信装置からの送信信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにおけるインピーダンスの変化の繰り返しに応じて振幅が変動する反射波を生成する手段と、を有し、
前記アンテナは、生成された前記反射波を前記読取防止信号として前記ＲＦＩＤタグの応答信号に重畳させて発信し、
前記読取防止信号としての反射波は、前記受信した送信信号に付随するパラメータによって対応するパターンに従って生成されることを特徴とするＲＦＩＤスキミング防止装置。
請求項１に記載のＲＦＩＤスキミング防止装置において、
さらに、前記反射波を生成する手段は、複数のインピーダンス回路と、前記複数のインピーダンス回路の前記アンテナへの接続を切り替えるインピーダンス切替回路と、を有することを特徴とするＲＦＩＤスキミング防止装置。
請求項１または２のいずれかに記載のＲＦＩＤスキミング防止装置において、
前記受信した送信信号が特定のコマンド信号と判別した場合には、前記読取防止信号を発信し、前記特定のコマンド信号以外であると判別された場合には、前記読取防止信号を発信しないことを特徴とするＲＦＩＤスキミング防止装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載のＲＦＩＤスキミング防止装置において、
前記アンテナは、前方方向の指向性を備え、
さらに、前記ＲＦＩＤタグ通信装置の読取り範囲の外側に向けて前記アンテナを移動させる機構を有し、
前記読取り範囲内にある前記ＲＦＩＤタグに対して読取り範囲の外側から前記ＲＦＩＤタグ通信装置を用いて読取りを行ったとしても、前記ＲＦＩＤタグの応答信号に重複して前記読取防止信号を生成可能とすることを特徴とするＲＦＩＤスキミング防止装置。
読取防止信号を発信することで、ＲＦＩＤタグ通信装置と通信を行うＲＦＩＤタグの応答信号に対するスキミングを防止するＲＦＩＤスキミング防止方法において、
アンテナが、前記ＲＦＩＤタグ通信装置からの送信信号を受信し、
反射波生成手段が、前記アンテナにおけるインピーダンスの変化の繰り返しに応じて振幅が変動する反射波を生成し、
前記アンテナが、生成された前記反射波を前記読取防止信号として前記ＲＦＩＤタグの応答信号に重畳させて発信し、
前記読取防止信号としての反射波は、前記受信した送信信号に付随するパラメータによって対応するパターンに従って生成されることを特徴とするＲＦＩＤスキミング防止方法。