JP6137545B2 - カードリーダ - Google Patents

Description

本発明は、カード搬送路内に搬送されたカードに対して磁気情報やＩＣ情報の読取／書込を行うカードリーダに関する。

従来より、金融機関などで使用され、キャッシュレスや個人認証などを実現するカードとして、プラスチック基板表面に磁気ストライプが形成された磁気カードや、プラスチック基板内部に集積回路チップ（ＩＣチップ）が埋没されると共に、表面にＩＣチップの接触式入出力端子が配置された接触式ＩＣカードがある。また、ＩＣカードには、ＲＦＩＣチップと通信アンテナ（アンテナコイル）が埋設され電磁誘導によってＩＣ情報の読取／書込（信号の授受）が行われる非接触式ＩＣカードも広く普及しつつある。

磁気情報を読み取るカードリーダでは、例えば、磁気カードが通過するカード搬送路に配置された磁気ヘッドによって、磁気カードに形成された磁気ストライプに記録された磁気情報を読み取ることができるが、犯罪者が磁気ヘッドに信号線を取り付け、磁気カードの磁気情報を不正に取得するいわゆるスキミングが大きな問題となったことから、スキミングを防止することが可能な暗号化された暗号化信号を生成する磁気ヘッドを搭載したカードリーダが提案されている（特許文献１参照）。

この種のカードリーダにおいては、磁気ヘッドで読み取った磁気情報の復号、上位装置との暗号鍵の交換、磁気情報の暗号化といった処理を行い暗号化信号を生成することを磁気ヘッド内部で行っているため、磁気情報保護のセキュリティ性を高めることができる。

このような暗号化信号を生成する磁気ヘッドを磁気・ＩＣ兼用カードリーダに搭載する場合を図８に示す。図８によれば、カードリーダ１が備える暗号化信号を生成する磁気ヘッド１８は、コアとヘッド側基板３４（復調ＩＣ３２及び暗号化用電子部品としてのＣＰＵ３３を実装する。）とを備えている。その一方で、本体側基板２２のＣＰＵ４０は、暗号化信号を生成する磁気ヘッド１８との通信を行う磁気ヘッド通信を行う機能、上位装置３との通信制御を行う上位通信制御を行う機能、センサ４１を制御するセンサ制御を行う機能、ＩＣ接点１９との通信を行うＩＣカード通信を行う機能、ＩＣカードに対してＩＣ情報の暗号化を行うＩＣ情報のセキュリティ機能、をそれぞれ備えている。このため、磁気ヘッド１８から読み取った磁気情報を暗号化用電子部品としてのＣＰＵ３３で暗号化処理し、ＩＣ接点１９で読み取ったＩＣ情報をＣＰＵ４０で暗号化処理する。

特開２０１１−０４０１４０号公報

しかしながら、図８に示す磁気・ＩＣ兼用カードリーダにおいては、セキュリティ性に劣るＣＰＵ４０が実装された本体側基板２２でＩＣチップとの接触でのＩＣ情報の読取／書込のセキュリティ機能が実現されていることから、セキュリティ性の高いＣＰＵ３３が実装されたヘッド側基板３４で磁気情報のセキュリティ機能が実現されるものと同等のセキュリティ性を確保することが難しいという問題があった。

これは、本体側基板２２のＣＰＵ４０は、仕様変更や機能追加に柔軟に対応するためにファームウェアの書き換えが可能となっており、またＣＰＵ４０外部からのファームウェアの読み出しも可能となっていて、セキュリティ性が低い一方、ヘッド側基板３４の暗号化用電子部品としてのＣＰＵ３３は、ファームウェアの書き換えが不可能であり、またＣＰＵ３３外部からのファームウェアの読み出しも不可能となっていて、セキュリティ性が高められていることからも、セキュリティ性に優劣が生じるからである。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カードに対して磁気情報やＩＣ情報の読取／書込を行うカードリーダにおいて、カードのＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報の読取／書込の高いセキュリティ性を確保することが可能なカードリーダを提供することである。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） カード搬送路内に搬送されたカードに対しＩＣ情報の読取／書込を行うＩＣ情報伝達部と、前記カードに形成されている磁気情報記録部に記録された磁気情報の読取または読取／書込を行う磁気ヘッドと、前記ＩＣ情報伝達部及び前記磁気ヘッドを制御する制御部品が実装される本体側基板と、前記磁気ヘッドに備えられ、前記磁気情報を復調して復調信号を生成する復調用電子部品及び前記磁気情報／ＩＣ情報を暗号化して暗号化信号を生成するとともに、暗号化されているＩＣ情報を復号化して平文を生成する暗号化／復号化用電子部品が実装されるヘッド側基板と、を備えたことを特徴とするカードリーダ。

本発明によれば、カードリーダは、磁気情報のみならずＩＣ情報もセキュリティ性の高い磁気ヘッド内部でセキュリティ機能を実現することから、ＩＣ情報のセキュリティ性を高めて磁気情報とほぼ同等のセキュリティ性を確保することができる。

（２） 前記暗号化／復号化用電子部品は、暗号化するためのマスターキーを保存する暗号鍵保管機能、機器認証・暗号鍵交換を行うための暗号鍵生成機能、機器認証を行うための乱数生成機能、暗号鍵・認証情報・磁気情報やＩＣ情報を暗号化処理するための暗号演算機能、磁気情報やＩＣ情報を暗号化した暗号化信号の送受信を行う相手の真贋を判定するための機器認証機能、上位装置との間で暗号鍵を送受信する暗号鍵交換機能を有していることを特徴とするカードリーダ。

本発明によれば、磁気情報のセキュリティ機能を実現するために必要な各機能と、ＩＣ情報のセキュリティ機能を実現するために必要な各機能とを暗号化／復号化用電子部品を搭載した磁気ヘッド内に集約する（集中配置する）ことができ、セキュリティ機能の共通化を図ることができる。

本発明に係るカードリーダは、磁気情報のみならずＩＣ情報もセキュリティ性の高い磁気ヘッド内部でセキュリティ機能を実現することから、ＩＣ情報のセキュリティ性を高めて磁気情報とほぼ同等のセキュリティ性を確保することができる。

本発明の実施の形態に係るカードリーダの機械構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るカードリーダの磁気ヘッドの機械構成を示す断面図である。 図２に示す磁気ヘッドの、ケース体にヘッド側基板を固定する前の状態を示す斜視図である。 ヘッド側基板の厚さ方向から復調ＩＣとＣＰＵとの配置関係を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態に係るカードリーダの機能ブロックを示す図である。 暗号化信号に処理されたＩＣ情報の復号処理例を示す図である。 磁気情報・ＩＣ情報の暗号化処理例を示す図である。 暗号化信号を生成する暗号化電子部品を搭載した磁気ヘッドを磁気・ＩＣ兼用カードリーダに搭載する場合を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（カードリーダの機械構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の機械構成を示す断面図である。なお、図１に示すカードリーダ１は、例えばＡＴＭ（ホスト）などの上位装置に組み込まれ、インタフェースを介して上位装置からコマンドを受信したり、上位装置へコマンド実行結果等を送信したりする。また、図１に示すカードリーダ１は、磁気ヘッド１８及びＩＣ接点１９を備え、磁気カードとＩＣカードの両方を処理可能な複合機となっている。図１においては、右方をカードリーダ１の手前側、左方をカードリーダ１の奥側とする。

図１において、カードリーダ１は、磁気カード又はＩＣカード等のカード２（以下、「カード２」とする）の取り込み口となるカード挿入口１１と、挿入されたカード２を搬送する搬送手段（ローラ１２及びローラ１３、ローラ１４及びローラ１５、ローラ１６及びローラ１７）と、この搬送手段を駆動する駆動モータ２０と、駆動モータ２０の動力を搬送手段に伝えるギア２１と、カード２上の磁気ストライプ（磁気情報記録部としての）に摺接させ、カード２に対して磁気情報の読取又は書込を行う磁気ヘッド１８と、所定の通信位置まで搬送されたカード２のＩＣチップの接触式入出力端子に接触して、カード２との通信（ＩＣ情報の読取又は書込）を可能にするＩＣ接点（ＩＣ情報伝達部としての）１９と、磁気ヘッド１８やＩＣ接点１９を制御する制御部品が実装される本体側基板２２と、カード２がカードリーダ１から飛び出るのを防止するストッパ２４と、を有している。なお、カード２に形成された磁気ストライプ上に記録されている磁気情報（以下、「磁気情報」とする）とカード２のＩＣチップ内に記録されている情報（以下、「ＩＣ情報」とする）としている。

（磁気ヘッドの機械構成）
図２は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の磁気ヘッド１８の機械構成を３４の厚さ方向から復調ＩＣ３２とＣＰＵ３３との配置関係を説明するための平面図である。図３は、図２に示す磁気ヘッド１８の、ケース体３７にヘッド側基板３４を固定する前の状態を示す斜視図である。図４は、ヘッド側基板の厚さ方向から復調ＩＣとＣＰＵとの配置関係を説明するための平面図である。

磁気ヘッド１８は、カード２の磁気ストライプに形成される３トラックの磁気情報の読取が可能な３チャンネル型のものである。この磁気ヘッド１８は、磁気情報を読み取るための磁気ギャップが形成されるコア（図示省略）と、このコアに巻回されるコイル（図示省略）と、このコイルの端部が接続される端子３１と、を備えている。なお、図示を省略しているコア、コイル、端子３１については公知であり、たとえば、特開２０１１−０４０１２６号に開示されている磁気ヘッドである。

また、磁気ヘッド１８は、復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３が実装されるヘッド側基板３４と、端子３１と復調ＩＣ３２とを電気的に接続するケーブルとしてのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３５と、ヘッド側基板３４から引き出されるリード線３６と、を備えている。コア、コイル、端子３１及びＦＰＣ３５は、磁気ヘッド１８のケース体３７の中に収納されている。

コアは、図２における磁気ヘッド１８の下端に磁気ギャップが配置されるように、ケース体３７に固定されている。図２におけるケース体３７の下面には、コアを配置するための配置孔（図示省略）が形成されている。

復調ＩＣ３２は、コアから読み取られ端子３１から出力されるアナログ状の出力信号を復調してデジタル状の復調信号を生成する機能を果たしている。すなわち、復調ＩＣ３２は、コアから読み取られ端子３１から出力されるアナログ状の出力信号を入力信号として、この入力信号を復調してデジタル状の復調信号を生成する復調用電子部品である。

ＣＰＵ３３は、磁気情報やＩＣ情報を暗号化する暗号化部と、暗号化されているＩＣ情報を復号化する復号化部とを備えた暗号化／復号化用電子部品である。具体的には、暗号化部は、所定の暗号化関数と鍵データとによって入力信号を暗号化して暗号化信号を生成する機能を果たしている。すなわち、ＣＰＵ３３は、復調ＩＣ３２で生成された復調信号を暗号化して暗号化信号を生成する。また、本形態では、ＣＰＵ３３は、本体側基板２２に実装されたＣＰＵ４０から送信され入力される入力信号を暗号化して暗号化信号を生成する暗号化用電子部品である。さらに、本形態では、ＣＰＵ３３は、上位装置から送信された、暗号化されたＩＣ情報（暗号化信号）を復号化処理して、平文を生成する。なお、ＣＰＵ３３で処理している暗号は、従来から知られている公開鍵暗号系と共通鍵暗号系とのどちらかを使用してもよく、ここでの詳細な説明は省略する。

ＣＰＵ３３の、ヘッド側基板３４への実装面３３ａには、ＣＰＵ３３をヘッド側基板３４へ電気的に接続するための複数の電極（図示省略）が配置されている。具体的には、ＣＰＵ３３の実装面３３ａには、略半球状に形成された半田ボール（半田バンプ）が格子状に配列されている。すなわち、ＣＰＵ３３は、ヘッド側基板３４への実装面３３ａに複数の半田ボールが配置されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型の電子部品である。

復調ＩＣ３２は、扁平な直方体状に形成されており、ヘッド側基板３４の一方の面（図２における下面）３４ａに実装されている。一方、暗号化／復号化用電子部品としてのＣＰＵ３３は、扁平な直方体状に形成されており、ヘッド側基板３４の他方の面（図２における上面）３４ｂに実装されている。すなわち、復調ＩＣ３２とＣＰＵ３３とはそれぞれ、ヘッド側基板３４の異なる面に実装されている。また、図４に示すように、ヘッド側基板３４の厚さ方向（図２の上下方向）から見たときに、ＣＰＵ３３の外形の中に復調ＩＣ３２が入るように、復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３がヘッド側基板３４に実装されている。すなわち、図２の上下方向において、復調ＩＣ３２の全体がＣＰＵ３３と重なるように、復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３がヘッド側基板３４に実装されている。また、扁平方向（図２の上下方向）から見たときのＣＰＵ３３の外形は、扁平方向から見たときの復調ＩＣ３２の外形よりも大きくなっている。

ヘッド側基板３４は、図示を省略する絶縁層と導体層とが交互に積層された多層基板である。たとえば、本形態のヘッド側基板３４は、４層基板である。ヘッド基板３４の、復調ＩＣ３２とＣＰＵ３３とを電気的に接続する導体パターン（図示省略）は、ヘッド側基板３４の厚さ方向から見たときに、ＣＰＵ３３の外形の中に入るように、引き回されている。すなわち、ヘッド基板３４の、復調ＩＣ３２とＣＰＵ３３とを電気的に接続する導体パターンは、図２におけるＣＰＵ３３の下側に形成されている。

ヘッド側基板３４は、図２におけるケース体３７の上端に固定されている。具体的には、復調ＩＣ３２がケース体３７の内部に配置されるとともに、ＣＰＵ３３がケース体３７の外部に配置されるように、ヘッド側基板３４は、ケース体３７に固定されている。

リード線３６の端部は、ヘッド側基板３４の一方の面３４ａから他方の面３４ｂに向かって挿通されている。このリード線３６の端部は、ヘッド側基板３４の他方の面３４ｂに形成される固定用のパターン（図示省略）に半田付けされて固定されており、ヘッド側基板３４内の導体パータン（図示省略）を介してＣＰＵ３３に接続されている。

ケース体３７の内部には、図２に示すように、樹脂３８が充填されている。樹脂３８は、たとえば、不透明なエポキシ系の樹脂であり、ヘッド側基板３４をケース体３７に固定する機能も果たしている。また、ヘッド側基板３４の他方の面３４ｂ及びＣＰＵ３３の全体は、樹脂３９によって覆われている。すなわち、ヘッド側基板３４の他方の面３４ｂ及びＣＰＵ３３の全体は、樹脂３９によって封止されている。樹脂３９は、たとえば、不透明なエポキシ系の樹脂である。

上述のように、ＦＰＣ３５は、ケース体３７の中に収納されている。このＦＰＣ３５は、ケース体３７の内周面に接触しないようにケース体３７の内部で引き回されている。

（カードリーダの機能ブロック）
図５は、本発明の実施の形態に係るカードリーダ１の機能ブロックを示す図である。

カードリーダ１は、インタフェースを介して上位装置３からコマンドを受信し、上位装置３へコマンド実行結果等を送信する。カードリーダ１が備える磁気ヘッド１８は、コアとヘッド側基板３４とを備え、ヘッド側基板３４には復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３を実装している。また、カードリーダ１には、本体側基板２２にＣＰＵ４０が実装され、本体側基板２２は、リード線３６を介して磁気ヘッド１８や、ＩＣ接点１９または搬送されるカード２の位置を検出するセンサと電気的に接続されている。ＣＰＵ４０は、図５に示すように、磁気ヘッド１８との通信を行う磁気ヘッド通信の機能、上位装置３との通信制御を行う上位通信制御の機能、センサ４１を制御するセンサ制御の機能、ＩＣ接点１９との通信を行うＩＣカード通信の機能のそれぞれを備えている。

本形態では、ヘッド側基板３４に実装されているＣＰＵ３３は、コアから読み取ったカード２に形成されている磁気ストライプ上に記録されている磁気情報を暗号化処理するとともに、ＩＣ接点１９で読み取ったＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報を暗号化処理している。すなわち、カード２に対して磁気情報の読取又は書込を行う際には、コアで読み取った磁気情報を復調ＩＣ３２でデジタル状の復調信号に変換し、この復調信号をＣＰＵ３３で暗号化した後に、暗号化された復調信号、すなわち、暗号化信号をＣＰＵ４０で上位装置３に送信する。また、カード２に対してＩＣ情報の読取又は書込を行う際には、ＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受されたＩＣ情報はＣＰＵ４０に送信され、このＩＣ情報を、上述した磁気情報と同様に、ＣＰＵ３３で暗号化処理される。暗号化した後に、暗号化された信号、すなわち、暗号化信号をＣＰＵ４０で上位装置３に送信する。

このように、ＣＰＵ３３は、磁気ストライプ上に記録されている磁気情報とＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報に共通するセキュリティ機能を有している。具体的には、ＣＰＵ３３（暗号化／復号化用電子部品としての）は、暗号鍵交換暗号鍵を暗号化するためのマスターキーを保存する暗号鍵保管機能、機器認証・暗号鍵交換を行うための暗号鍵生成機能、機器認証を行うための乱数生成機能、暗号鍵・認証情報・磁気情報やＩＣ情報を暗号化処理するための暗号演算機能、（磁気情報や情報を暗号化した）暗号化信号の送受信を行う相手の真贋を判定するための機器認証機能、上位装置との間で暗号鍵を送受信する暗号鍵交換機能を有している。なお、これらの機能のうち磁気情報とＩＣ情報に共通して処理可能な機能は共通化して保有し、共通化できない、異なる機能はそれぞれ独立して保有する構成とすることもできる。さらに、本実施形態では、ＣＰＵ３３は、ＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報を複合化処理している。

（カードリーダの動作説明）
上述したカードリーダ１の動作の概略を以下に説明する。
磁気ストライプを備えると共にＩＣチップの磁気情報及びＩＣ情報の読取または書込はカード２をカード挿入口１１から挿入すると、最も挿入口１１寄りのセンサ（４１の一部）がカード２を検出して、駆動モータ２０を駆動する。これにより搬送手段（ローラ１２及びローラ１３，ローラ１４及びローラ１５，ローラ１６及びローラ１７）が作動し、カード２の先端がローラ１２に到達してからカード２は搬送手段によりカード搬送路を自動で搬送される。

そして、ＣＰＵ４０は所定の通信位置（センサ４１の一部によりカード２を検知する位置）まで搬送手段を駆動させ、すなわち、搬送手段により、搬送されたカード２のＩＣチップの接触式入出力端子がＩＣ接点１９に当接する位置まで搬送された後、搬送手段を停止させる。カード２のＩＣチップの位置にＩＣ接点１９が搬送された際、カード２が停止する。停止したカード２のＩＣチップにＩＣ接点１９がカード２に向かって移動して、ＩＣチップの当接し、さらに、ＩＣ接点１９が移動し続けて、ＩＣ接点１９はＩＣカード２に押圧する。このとき、ＩＣ接点１９がカード２の端子面に当接して、ＩＣ接点１９とカード２のＩＣチップとが接続される。この状態でＩＣ情報の読取または書込が行われる。ＩＣチップとのＩＣ情報の読取または書込が終わると、つぎに、搬送手段が駆動して、隣接する磁気ヘッド１８により、磁気ストライプに記憶されている磁気情報が読み取られ、または書き込まれる。
このように、ＩＣチップとのＩＣ情報の読取または書込が終了し、さらに、磁気ヘッド１８との磁気情報の読取または書込がなされたら、搬送手段を反転させてカード２をカード挿入口１１から排出する。

つぎに、図６は、暗号化信号に処理されたＩＣ情報の復号処理例を示す図、図７は、磁気情報・ＩＣ情報）の暗号化処理例を示す図である。

図６における復号化処理例は、次のようになる。
（１）上位装置３は、コマンドをカードリーダ１の本体側基板２２に送信する。具体的には、上位装置３は、暗号化信号に処理されたＩＣ情報をカードリーダ１の本体側基板２２に送信する。
（２）カードリーダ１は本体側基板２２で暗号化信号に処理されたＩＣ情報を受信し、リード線３６を介して暗号化されたまま磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３へ転送する。
（３）磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３は暗号化信号に処理されたＩＣ情報を復号し、復号化処理された平文に生成された情報をカードリーダ１の本体側基板２２へ送信する。
（４）本体側基板２２は、平文に生成されたＩＣ情報をカード２へ送信する。
（５）カード２は本体側基板２２へ例えば、平文に生成されたＩＣ情報を受信した旨を示す応答を送信する。
（６）カードリーダ１の本体側基板２２は、コマンド実行結果等を示す応答を上位装置３へ送信する。

図７における暗号化処理例は、次のようになる。なお、暗号化処理は、カード２に形成されている磁気ストライプに記録されている磁気情報の場合、また、カード２のＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報の場合がある。
（１）磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３は、カード２からの磁気情報・ＩＣ情報を受信する。
（２）磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３は、本体側基板２２へ磁気情報・ＩＣ情報を受信したことを通知する。
（３）カードリーダ１の本体側基板２２は、磁気情報・ＩＣ情報の受信通知を上位装置３へ送信する。
（４）上位装置３は、磁気情報・ＩＣ情報（の送信）要求、すなわち、磁気情報・ＩＣ情報を送信する旨のコマンドをカードリーダ１へ送信する。
（５）本体側基板２２は、磁気情報・ＩＣ情報（の送信）要求を磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３へ送信する。
（６）磁気ヘッド１８のＣＰＵ３３は、復調ＩＣ３２で復調信号に変換された磁気情報を暗号化し本体側基板２２へ送信する。ＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受された信号（ＩＣ情報）をＣＰＵ３３で暗号化した後に、暗号化信号を本体側基板２２へ送信する。
（７）カードリーダ１の本体側基板２２は、暗号化信号を上位装置３へ送信する。

［実施形態の主な効果］
以上説明したように、カード２に対しては、コアで読み取った磁気情報を復調ＩＣ３２でデジタル状の復調信号に変換し、この復調信号をＣＰＵ３３で暗号化した後に、暗号化された復調信号、すなわち、暗号化信号をＣＰＵ４０で上位装置３に送信することから、セキュリティ機能を磁気ヘッド内部に実装し内部で実行する暗号化信号を生成する磁気ヘッド１８を搭載しているので、磁気情報のセキュリティ性を高めることができる。さらに、本形態では、カード２に対してＩＣ情報の読取又は書込を行う際には、ＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受されたＩＣ情報はＣＰＵ４０に送信され、このＩＣ情報を、上述した磁気情報と同様に、ＣＰＵ３３で暗号化処理される。暗号化した後に、暗号化されたＩＣ情報をＣＰＵ４０で上位装置３に送信することから、セキュリティ機能を磁気ヘッド１８内部に実装し内部で実行する暗号化信号を生成する磁気ヘッド１８の搭載により、磁気情報とほぼ同等の高いセキュリティ性を確保することができる。

さらに、ＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受されたＩＣ情報をＣＰＵ３３で暗号化した後に、暗号化信号をＣＰＵ４０で上位装置３に送信することから、セキュリティ機能を磁気ヘッド１８内部に実装し内部で実行する暗号化信号を生成する磁気ヘッド１８を搭載しているので、ＩＣ情報のセキュリティ性を高めることができる。

また、磁気ヘッド１８で読み取った磁気情報のセキュリティ機能を実現するために必要な暗号鍵保管、暗号鍵生成、乱数生成、暗号演算、機器認証、暗号鍵交換等の各機能と、やＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受されたＩＣ情報のセキュリティ機能を実現するために必要な暗号鍵保管、暗号鍵生成、乱数生成、暗号演算、機器認証、暗号鍵交換等の各機能と、を暗号化／復号化用電子部品としてのＣＰＵ３３を搭載した磁気ヘッド１８内に集約する（集中配置する）ことができ、セキュリティ機能の共通化を図ることができる。

また、暗号化／復号化用電子部品としてのＣＰＵ３３がケース体３７の外部に配置されているため、ケース体３７の内部にＣＰＵ３３が配置されている場合と比較して、ケース体３７を小型化することが可能になり、ひいては、磁気ヘッド１８を小型化することが可能になる。

また、磁気ヘッド１８を構成するコイル、端子３１、復調ＩＣ３２及びＦＰＣ３５がケース体３７の内部に配置されているため、ケース体３７からヘッド側基板３４を取り外したり、ケース体３７に穴をあけたりしなければ、犯罪者が暗号化前の信号を不正に取得することは困難である。また、ＣＰＵ３３は、ＢＧＡ型の電子部品であるため、ＣＰＵ３３がケース体３７の外部に配置されていても、ＣＰＵ３３とヘッド側基板３４とを電気的に接続するＣＰＵ３３の電極へ犯罪者が信号線を取り付けることは困難であり、ＣＰＵ３３の電極から犯罪者が暗号化前の復調信号を不正に取得することは困難である。さらには、ヘッド側基板３４の、復調ＩＣ３２とＣＰＵ３３とを電気的に接続する導体パターンは、ヘッド側基板３４の厚方向から見たときに、ＣＰＵ３３の外形の中に入るように、引き回されているため、ＣＰＵ３３がケース体３７の外部に配置されていても、ヘッド側基板３４の導体パターンから犯罪者が暗号化前の復調信号を不正に取得することは困難である。したがって、犯罪者によるカード２の磁気情報・ＩＣ情報の不正取得を防止することが可能になる。

また、ヘッド側基板３４の他方の面３４ｂ及びＣＰＵ３３の全体は、樹脂３９によって覆われているため、ＣＰＵ３３がケース体３７の外部に配置されていても、ＣＰＵ３３が実装されるヘッド側基板３４の他方の面３４ｂから犯罪者が暗号化前の復調信号を取り出すことは一層困難である。したがって、犯罪者によるカード２の磁気情報・ＩＣ情報の不正取得を効果的に防止することが可能になる。

また、ケース体３７の内部に樹脂３８が充填されているため、犯罪者がケース体３７からヘッド側基板３４をむりやりに取り外せば、ＦＰＣ３５が断線したり、復調ＩＣ３２が破損したりする。したがって、犯罪者がケース体３７からヘッド側基板３４を取り外したとしても、暗号化前の信号を不正に取得することは困難である。

また、ＦＰＣ３５は、ケース体３７の内周面に接触しないようにケース体３７の内部で引き回されているため、犯罪者がケース体３７に穴をあけたとしても、ケース体３７内のＦＰＣ３５を容易に見つけることができない。したがって、犯罪者がケース体３７に穴をあけたとしても、ＦＰＣ３５から暗号化前の信号を不正に取得することは困難である。

［他の実施の形態］
上述した実施の形態では、磁気ヘッド１８に搭載された暗号化電子部品としてのＣＰＵ３３でセキュリティ機能を実行しているが、磁気情報のセキュリティ機能がＣＰＵではなくＡＳＩＣやＦＰＧＡで実行されている場合は、ＩＣチップ内に記録されているＩＣ情報のセキュリティ機能もＡＳＩＣやＦＰＧＡで実行してもよい。

また、ＰＩＮＰＡＤとの通信で受信するＰＩＮ情報を保護するために必要なセキュリティ機能を暗号化磁気ヘッド内部で実行することにより、ＰＩＮ情報保護機能のセキュリティ性を高めることもできる。

また、ＣＰＵ３３は、ヘッド側基板３４への実装面３３ａに複数の半田ボールが配置されたＢＧＡ型の電子部品である。この他にもたとえば、ＣＰＵ３３は、複数の平面状の電極が実装面３３ａに格子状に配列されたＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型の電子部品であってもよい。また、ＣＰＵ３３は、先端が尖ったピン状の複数の電極が実装面３３ａに格子状に配列されたＰＧＡ（Ｐｉｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型の電子部品であってもよい。

また、上述した形態では、ＦＰＣ３５によって、端子３１と復調ＩＣ３２とが電気的に接続されている。この他にもたとえば、リード線によって、端子３１と復調ＩＣ３２とが電気的に接続されてもよい。

また、上述した形態では、磁気ヘッド１８は、磁気ストライプに形成される３トラックの磁気情報の読取が可能な３チャンネル型の磁気ヘッドである。この他にもたとえば、磁気ヘッド１８は、磁気ストライプに形成される２トラックの磁気データの読取が可能な２チャンネル型の磁気ヘッドであってもよい。

また、上述した形態では、ヘッド側基板３４の厚さ方向から見たときに、ＣＰＵ３３の外形の中に復調ＩＣ３２が入るように、復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３がヘッド側基板３４に実装されている。この他にもたとえば、ヘッド側基板３４の厚さ方向から見たときに、ＣＰＵ３３の外形から復調ＩＣ３２の一部がはみ出すように、復調ＩＣ３２及びＣＰＵ３３がヘッド側基板３４に実装されてもよい。

さらに、本実施形態では、暗号化／復号化用電子部品としてのＣＰＵ３３は、ＩＣ情報だけを複合化処理しているが、これに限定されることはなく、暗号化された磁気情報を復号処理することが必要となる場合には、実施することも可能である。また、暗号化された磁気情報の復号化処理は、例えば、図６に示すフローチャートに従って処理すればよい。

本形態に示すカードリーダ１は、磁気ヘッド１８及びＩＣ接点１９を備え、磁気カードとＩＣカードの両方を処理可能な複合機となっているが、これに限定されるものではない。たとえば、ＩＣカードには、接触式以外に非接触式ＩＣカードであってもよい。具体的には、図１に点線で示すように、カードリーダ１に、非接触式通信アンテナ２３を有することで非接触通信機能を実現することができる。すなわち、電磁誘導によりカード２に設けられたカード側非接触式通信アンテナとＩＣ情報の送受信（ＩＣ情報の読取又は書込）を行うリーダ側非接触式通信アンテナ（ＩＣ情報伝達部としての）２３とを備えたカードリーダであってもよい。このように、カード２が、リーダ側通信用アンテナ２３に対向するように搬送手段で搬送されると、リーダ側通信用アンテナ部２３とカード２との間で非接触にて情報のやり取りを行うことができる。

本発明に係るカードリーダ１は、磁気・ＩＣ兼用カードリーダに暗号化信号を生成する磁気ヘッドを搭載した場合に、コアで読み取った磁気情報とＩＣ接点１９とカード２との通信によって授受されたＩＣ情報をほぼ同等のセキュリティ性で保護し得るものとして有用である。

１ カードリーダ
２ カード
１１ カード挿入口
１２，１３，１４，１５，１６，１７ ローラ（搬送手段）
１８ 磁気ヘッド
１９ ＩＣ接点（ＩＣ情報伝達部）
２０ 駆動モータ
２１ ギア
２２ 本体側基板
２３ リーダ側非接触式通信アンテナ（ＩＣ情報伝達部）
２４ ストッパ
３１ 端子
３２ 復調ＩＣ
３３，４０ ＣＰＵ
３４ ヘッド側基板
３５ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
３６ リード線
３７ ケース体
３８，３９ 樹脂

Claims (2)

1. カード搬送路内に搬送されたカードに対しＩＣ情報の読取／書込を行うＩＣ情報伝達部と、
   前記カードに形成されている磁気情報記録部に記録された磁気情報の読取または読取／書込を行う磁気ヘッドと、
   前記ＩＣ情報伝達部及び前記磁気ヘッドを制御する制御部品が実装される本体側基板と、
   前記磁気ヘッドに配置され、前記磁気情報を復調して復調信号を生成する復調用電子部品及び前記磁気情報／ＩＣ情報を暗号化して暗号化信号を生成するとともに、前記暗号化されているＩＣ情報を復号化して平文を生成する暗号化／復号化用電子部品が実装されるヘッド側基板と、
   を備えたことを特徴とするカードリーダ。
2. 前記暗号化／復号化用電子部品は、暗号化するためのマスターキーを保存する暗号鍵保管機能、機器認証・暗号鍵交換を行うための暗号鍵生成機能、機器認証を行うための乱数生成機能、暗号鍵・認証情報・磁気情報やＩＣ情報を暗号化処理するための暗号演算機能、磁気情報やＩＣ情報を暗号化した暗号化信号の送受信を行う相手の真贋を判定するための機器認証機能、上位装置との間で暗号鍵を送受信する暗号鍵交換機能を有していることを特徴とする請求項１記載のカードリーダ。

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