JP6307938B2

JP6307938B2 - Ｉｃチップ、コマンド実行方法、及びｉｃチップ用プログラム

Info

Publication number: JP6307938B2
Application number: JP2014041711A
Authority: JP
Inventors: 隆史工藤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: JP2015166990A

Description

本発明は、ＩＣチップに関し、特に、ＩＣチップが備える不揮発性メモリにデータを書き込む技術に関する。

近年、携帯端末を用いた非接触通信での決済サービスが提供されている。決済時には、携帯端末が決済端末に翳されることで、携帯端末と決済端末は、コマンド（コマンドデータ）とレスポンス（レスポンスデータ）を送受信し、決済に必要な処理を行う。このような携帯端末には、例えば、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードといったセキュアエレメントと呼ばれるＩＣチップ（ＩＣモジュール）が組み込まれている。セキュアエレメントは、２つのインターフェース（ＩＦ）をもつ。それぞれのインターフェースは、携帯端末に搭載されるコントローラとの接触通信用（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格に基づく)、外部端末との非接触通信用（例えば、ISO/IEC 14443規格に基づく）といった用途で使用される。セキュアエレメントは、それぞれのインターフェースを介して、外部端末や携帯端末のコントローラから受信したコマンドに応じた処理を実行し、その結果をレスポンスとして応答する。

上述した決済サービスにおいて、セキュアエレメントは、受信したコマンドに応じた処理を実行するが、その処理時間が取引全体にかかる時間の多くを占めている。そのセキュアエレメント内での処理には、暗号演算処理や不揮発性メモリへの書き込み処理が含まれる。非接触での決済サービスでは、コマンドの受信から応答までにかかる処理時間を短縮することが要求されるため、暗号演算処理や不揮発性メモリへの書き込み処理がボトルネックとなる問題がある。不揮発性メモリへの書き込み処理を短縮する技術として、不揮発性メモリへの書き込み処理をキャッシングする技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この技術では、書き込みたい複数のデータを一つにまとめるなどして、不揮発性メモリへの書き込み回数を減らすことで、上記処理時間を短縮させている。

特開２００１−１４７８５５号公報特開２００７−０３４４３４号公報

しかしながら、従来技術のように不揮発性メモリへの書き込み回数を減らす方法では限界があり、更なる処理時間の短縮が望まれている。

そこで、本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、コマンドの受信から応答までにかかる処理時間を、より一層、短縮することが可能なＩＣチップ、コマンド実行方法、及びＩＣチップ用プログラムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップであって、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信する受信手段と、前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定する判定手段と、前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新する更新手段と、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む書き込み手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＩＣチップにおいて、前記書き込み手段は、前記コマンドが受信されたときに前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新された第１のデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まず、その後に、次の前記コマンドが受信されたときに前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新された第２のデータ及び前記第１のデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のＩＣチップにおいて、前記判定手段は、前記複数のインターフェースが利用設定されているか否かを判定し、前記利用設定されていると判定した場合に限り、前記非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップにおけるコンピュータを、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信する受信手段と、前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定する判定手段と、前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新する更新手段と、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む書き込み手段として機能させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップにおけるコマンド実行方法であって、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信するステップと、前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定するステップと、前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新するステップと、前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込むステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、コマンドの受信から応答までにかかる処理時間を、より一層、短縮することができる。

ＩＣカード１の概要構成例を示す図である。（Ａ）は、ＳＥ１３のハードウェア構成例を示すブロック図であり、（Ｂ）は、ＳＥ１３の機能構成例を示すブロック図である。図３は、ＳＥ１３がコマンドを受信したときのコマンド処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、携帯端末に対して本発明を適用した場合の実施の形態である。

先ず、図１を参照して、本実施形態に係る携帯端末の構成及び機能概要について説明する。図１は、本実施形態に係る携帯端末の概要構成例を示すブロック図である。図１に示すように、携帯端末Ｔは、携帯端末Ｔの機能を担うコントローラ１１、ＣＬＦ(ContactLess Front-end)１２、ＳＥ（Secure Element）１３、及び電池１４等を備えて構成されている。なお、携帯端末Ｔには、例えば操作キー、ディスプレイ、スピーカ、及び移動体通信部等を備える携帯電話機やスマートフォン等を適用できる。また、ＳＥ１３は、本発明のＩＣチップの一例である。ＳＥ１３は、携帯端末Ｔの回路基板上に直接組み込んで構成するようにしてもよい。電池１４は、コントローラ１１等に電力を供給する。

コントローラ１１は、図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種プログラム及びデータを記憶する不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ等）、データを一時記憶するＲＡＭ、及び、ＳＥ１３との間のインターフェースを担うＩ／Ｏポート等を備えている。コントローラ１１は、ＳＥ１３との間でＩ／Ｏポートを介して通信を行う。そして、コントローラ１１は、携帯端末Ｔの通信（移動体通信網やインターネットを介して行われる通信）処理や携帯端末Ｔのユーザからの操作キーを介した操作指示に応じて各種処理を実行する。このような処理の中で、コントローラ１１は、例えば暗号化処理や認証処理等に係るコマンドをＩ／Ｏポートを介してＳＥ１３へ送信する。

ＣＬＦ１２は、ＮＦＣ（Near Field Communication）の規格で規定される非接触通信（近距離無線通信）用のＬＳＩモジュールであり、ＳＥ１３との間のインターフェースを担うＩ／Ｏポート（ＳＷＩＯ）、及び非接触のフィールド内で非接触リーダライタＲ／Ｗとの間で各種信号の送受信を行うためのアンテナ１２ａに接続されている。そして、ユーザが携帯端末Ｔを非接触リーダライタＲ／Ｗに翳すと、非接触リーダライタＲ／Ｗからアンテナ１２ａを介して受信したコマンドをＩ／Ｏポートを介してＳＥ１３へ送信する。

ＳＥ１３は、例えば、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）をベースに機能を拡張されたＵＩＭ（User Identity Module）である。図２（Ａ）は、ＳＥ１３のハードウェア構成例を示すブロック図であり、図２（Ｂ）は、ＳＥ１３の機能構成例を示すブロック図である。図２（Ａ）に示すように、ＳＥ１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３ｃ、ＮＶＭ（Nonvolatile Memory）１３ｄ、及び外部（ＳＥ１３の外部）との間で通信を行うための複数のＩＦ（インターフェース）１〜ＩＦｎ等を備えている。ＳＥ１３は、例えばＩＦ１を介してコントローラ１１との間で通信を行う。また、ＳＥ１３は、例えばＩＦ２を介してＣＬＦ１２との間で通信を行う。ＣＬＦ１２とＳＥ１３間の通信プロトコルには、例えば、ＳＷＰ（Single Wire Protocol）が適用される。なお、ＳＥ１３は、図示しないが、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６等によって定められた、Ｃ１〜Ｃ８の８個の端子を有する。このうち、例えば、Ｃ７端子は、コントローラ１１との間のＩＦ１を担う端子であり、Ｃ６端子は、ＣＬＦ１２との間のＩＦ２を担う端子である。なお、ＩＦの数は、特に限定されるものではなく、３つ以上のＩＦが備えられる場合も本発明を適用することができる。

ＲＡＭ１３ｃは、ＮＶＭ１３ｄへの書き込み処理をキャッシングするためのキャッシュメモリである。ＲＡＭ１３ｃには、図２（Ｂ）に示すように、データを一時的に保持するためのキャッシュデータ保持領域１０５（所定領域の一例）が設けられる。ＮＶＭ１３ｄは、フラッシュメモリ、または「Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory」等の不揮発性メモリである。ＮＶＭ１３ｄには、図２（Ｂ）に示すように、キャッシュデータ保持領域１０５のデータを保持するための更新対象データ保持領域１０６（キャッシュデータ保持領域１０５に対応する領域）が設けられる。また、ＲＯＭまたはＮＶＭ１３ｄには、ＯＳ、本発明のＩＣチップ用プログラム及びアプリケーションプログラムが記憶される。アプリケーションプログラムには、例えば、決済処理用アプリケーションプログラムが含まれる。決済処理用アプリケーションプログラムの実行により、例えば暗号化処理、認証処理、残高更新処理等が行われる。なお、更新対象データ保持領域１０６には、これらの処理で用いられるアプリケーションプログラム用の更新対象データ（例えば、決済処理が開始されたか否かを示すフラグ、コントローラ１１からピン（暗証番号）を入力したか否かを示すフラグなど）が保持される。

ＣＰＵ１３ａは、本発明のＩＣチップ用プログラム等を実行することにより、図２（Ｂ）に示すように、ＩＦ判定部１０１、コマンド処理部１０２、キャッシュメモリ更新部１０３、及び不揮発性メモリ更新部１０４等として機能する。ここで、ＩＦ判定部１０１は、本発明における判定手段の一例である。コマンド処理部１０２は、本発明における受信手段の一例である。キャッシュメモリ更新部１０３は、本発明における更新手段の一例である。不揮発性メモリ更新部１０４は、本発明における書き込み手段の一例である。

ＩＦ判定部１０１は、外部（例えば、コントローラ１１、またはＣＬＦ１２）から何れかのＩＦを介してコマンド（例えば、APDU(Application Protocol Data Unit)）が受信された場合に、当該コマンドが受信されたＩＦが特定のＩＦ（例えば、パフォーマンスを優先する非接触通信用のＩＦ）であるか否かを判定する。このコマンドは、ＲＡＭ１３ｃにおけるキャッシュデータ保持領域１０５のデータ（更新対象データ）を更新し、且つ当該更新されたデータを含むキャッシュデータ保持領域１０５のデータをＮＶＭ１３ｄに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドである。なお、本実施形態では、ＣＬＦ１２との間で通信を行うためのＩＦ２が、特定のＩＦであるとして例えばプログラム中、或いはＮＶＭ１３ｄ中に予め設定される。なお、どのＩＦを特定のＩＦに設定するかは任意であり、例えばサービスの形態によって適宜変更可能である。

コマンド処理部１０２は、受信されたコマンドに応じたコマンド処理を実行し、その結果をレスポンスとして外部へ応答する。キャッシュメモリ更新部１０３は、ＩＦ判定部１０１により特定のＩＦであると判定されたか否かに関わらず、受信されたコマンドに応じて、ＲＡＭ１３ｃにおけるキャッシュデータ保持領域１０５のデータを更新する。不揮発性メモリ更新部１０４は、ＩＦ判定部１０１により特定のＩＦであると判定された場合、キャッシュメモリ更新部１０３により更新されたデータを含むキャッシュデータ保持領域１０５のデータをＮＶＭ１３ｄに書き込まない（反映しない）一方、ＩＦ判定部１０１により特定のＩＦでないと判定された場合、不揮発性メモリ更新部１０４は、キャッシュメモリ更新部１０３により更新されたデータを含む「キャッシュデータ保持領域１０５のデータ」をＮＶＭ１３ｄにおける更新対象データ保持領域１０６に書き込む。つまり、ＣＰＵ１３ａは、特定のＩＦを介してコマンドが受信された場合のＮＶＭ１３ｄへの書き込み処理を、そのコマンド処理中に実行せず、その後に、特定のＩＦ以外のＩＦを介してコマンドが受信されたときに実行する。これにより、コマンドの受信から応答までにかかる処理時間を短縮することができる。

次に、図３を参照して、ＳＥ１３がコマンドを受信したときのコマンド処理について説明する。図３は、ＳＥ１３がコマンドを受信したときのコマンド処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すコマンド処理は、外部からＩＦを介してコマンドが受信されたときに開始される。

図３に示すコマンド処理が開始されると、ＣＰＵ１３ａは、ＲＡＭ１３ｃにおけるキャッシュデータ保持領域１０５のデータが初期化されている（キャッシュデータが初期化済）か否かを判定する（ステップＳ１）。キャッシュデータ保持領域１０５のデータが初期化されていない（例えば、0000・・・になっている）と判定された場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ２へ進む。一方、キャッシュデータ保持領域１０５のデータが初期化されていると判定された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１３ａは、更新対象データ保持領域１０６に保持されている更新対象データ（例えば上述したフラグ等）を、キャッシュデータ保持領域１０５へ記憶（コピー）し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ＣＰＵ１３ａのコマンド処理部１０２は、コマンド処理を行う。このコマンド処理において、ＣＰＵ１３ａのキャッシュメモリ更新部１０３は、受信されたコマンドに応じて、キャッシュデータ保持領域１０５に保持されている更新対象データを更新（キャッシュデータ更新）する。なお、この更新対象データは、例えば、図２（Ｂ）に示すデータＡ（第１のデータの一例）とする。

次いで、ＣＰＵ１３ａのＩＦ判定部１０１は、複数のＩＦが利用設定されている（複数のＩＦが利用設定中）か否かを判定する（ステップＳ４）。複数のＩＦが利用設定されていると判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。一方、複数のＩＦが利用設定されていないと判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ６へ進む。つまり、複数のＩＦのうち、単一のＩＦのみが利用設定されている場合、ステップＳ５の処理がスキップされる。ステップＳ４の判定は行わないように構成してもよいが（つまり、コマンドが受信されると、常にステップＳ５の判定を行う）、ステップＳ４の判定を行うことで、複数のＩＦが利用設定されていると判定された場合に限りステップＳ５の判定を行うようにすることができる。そのため、単一のＩＦのみが利用設定されている場合におけるコマンド処理時間を短縮することができる。

ステップＳ５では、ＣＰＵ１３ａのＩＦ判定部１０１は、コマンドが受信されたＩＦが、特定のＩＦ（例えば、非接触通信用のＩＦ）であるか否かを判定する。特定のＩＦであると判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、不揮発性メモリ更新部１０４は、ステップＳ３でキャッシュデータ保持領域１０５において更新された更新対象データをＮＶＭ１３ｄに書き込まず、コマンド処理部１０２は、コマンド処理の結果をレスポンスとして、コマンドが受信されたＩＦを介して外部へ応答し（ステップＳ７）、コマンド処理を終了する。一方、特定のＩＦでないと判定された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、不揮発性メモリ更新部１０４は、ステップＳ３でキャッシュデータ保持領域１０５において更新された更新対象データをＮＶＭ１３ｄにおける更新対象データ保持領域１０６に書き込み、コマンド処理部１０２は、コマンド処理の結果をレスポンスとして、コマンドが受信されたＩＦを介して外部へ応答し（ステップＳ７）、コマンド処理を終了する。

その後に、次のコマンドが受信されることでコマンド処理が開始されたときに、キャッシュメモリ更新部１０３は、キャッシュデータ保持領域１０５の更新対象データとして、例えば、データＢ（第２のデータの一例）を更新し、ステップＳ５で特定のＩＦでないと判定されたとする。この場合、不揮発性メモリ更新部１０４は、キャッシュメモリ更新部１０３により更新された更新対象データ（データＢ）及び前回のコマンド処理で書き込まれなかったデータＡを含む「キャッシュデータ保持領域１０５のデータ」を、更新対象データ保持領域１０６に書き込むことになる。

以上説明したように、上記実施形態によれば、特定のＩＦを介してコマンドが受信された場合のＮＶＭ１３ｄへの書き込み処理を、そのコマンド処理中に実行せず、その後に、特定のＩＦ以外のＩＦを介してコマンドが受信されたときに実行するように構成したので、コマンドの受信から応答までにかかる処理時間を、より一層、短縮することができる。これにより、非接触決済などの処理をより短時間に完了させることができるため、例えば交通機関における改札の処理を高速化させて改札の出入りをスムーズにさせることができたり、店舗等の決済処理においては決済の処理待ちを解消して利便性を上げたりすることができる。

１１コントローラ
１２ＣＬＦ
１３ＳＥ
１４電池
１３ａＣＰＵ
１３ｂＲＯＭ
１３ｃＲＡＭ
１３ｄＮＶＭ
１０１ＩＦ判定部
１０２コマンド処理部
１０３キャッシュメモリ更新部
１０４不揮発性メモリ更新部
１０５キャッシュデータ保持領域
１０６更新対象データ保持領域
Ｔ携帯端末

Claims

外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップであって、
前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信する受信手段と、
前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定する判定手段と、
前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新する更新手段と、
前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む書き込み手段と、
を備えることを特徴とするＩＣチップ。
前記書き込み手段は、前記コマンドが受信されたときに前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新された第１のデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まず、その後に、次の前記コマンドが受信されたときに前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新された第２のデータ及び前記第１のデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ。
前記判定手段は、前記複数のインターフェースが利用設定されているか否かを判定し、前記利用設定されていると判定した場合に限り、前記非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＣチップ。
外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップにおけるコンピュータを、
前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信する受信手段と、
前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定する判定手段と、
前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新する更新手段と、
前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記判定手段により前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新手段により更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む書き込み手段として機能させることを特徴とするＩＣチップ用プログラム。
外部との間で通信を行うための複数のインターフェースと、キャッシュメモリと、不揮発性メモリとを備えるＩＣチップにおけるコマンド実行方法であって、
前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新し、且つ当該更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込む処理を少なくとも実行させるためのコマンドであって、前記外部から何れかの前記インターフェースを介して当該コマンドを受信するステップと、
前記コマンドが受信されたインターフェースが非接触通信用のインターフェースであるか否かを判定するステップと、
前記受信されたコマンドに応じて、前記キャッシュメモリにおける所定領域のデータを更新するステップと、
前記非接触通信用のインターフェースであると判定された場合、前記更新されたデータを含む前記所定領域のデータを不揮発性メモリに書き込まない一方、前記非接触通信用のインターフェースでないと判定された場合、前記更新されたデータを含む前記所定領域のデータを前記不揮発性メモリに書き込むステップと、
を含むことを特徴とするコマンド実行方法。