JPH08221624A - 非接触ｉｃカードシステム - Google Patents
非接触ｉｃカードシステムInfo
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- JPH08221624A JPH08221624A JP2813495A JP2813495A JPH08221624A JP H08221624 A JPH08221624 A JP H08221624A JP 2813495 A JP2813495 A JP 2813495A JP 2813495 A JP2813495 A JP 2813495A JP H08221624 A JPH08221624 A JP H08221624A
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- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、地上機アンテナとの無線回線上のセ
キュリティを守ることができる非接触ＩＣカードシステ
ムを提供することを目的とする。 【構成】本発明に係る非接触ＩＣカードシステムは、有
料自動車道路をノンストップかつキャッシュレスで通行
できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシステムに
おいて、非接触ＩＣカード１１は、メッセージ暗号化の
ための暗号アルゴリズム実行器６と、暗号化のための機
密キー格納メモリ５により構成され、地上機アンテナ１
４も、暗号アルゴリズム実行器６と、暗号化のための機
密キー格納メモリ５により構成されることにより、非接
触ＩＣカード１１と機上機アンテナ１４の双方から発信
されるメッセージを暗号化し、キー番号９も同時にメッ
セージの内容として発信し、メッセージごとに暗号化の
ためのキーを更新することにより、交換されるメッセー
ジの機密性を向上させることを特徴とする。
キュリティを守ることができる非接触ＩＣカードシステ
ムを提供することを目的とする。 【構成】本発明に係る非接触ＩＣカードシステムは、有
料自動車道路をノンストップかつキャッシュレスで通行
できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシステムに
おいて、非接触ＩＣカード１１は、メッセージ暗号化の
ための暗号アルゴリズム実行器６と、暗号化のための機
密キー格納メモリ５により構成され、地上機アンテナ１
４も、暗号アルゴリズム実行器６と、暗号化のための機
密キー格納メモリ５により構成されることにより、非接
触ＩＣカード１１と機上機アンテナ１４の双方から発信
されるメッセージを暗号化し、キー番号９も同時にメッ
セージの内容として発信し、メッセージごとに暗号化の
ためのキーを更新することにより、交換されるメッセー
ジの機密性を向上させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有料道路の料金収受に
利用される非接触ＩＣカードシステムに関する。本発明
は、上記以外にも物流・入退出管理システムなど、特に
セキュリティが要求される分野にも利用することがてき
る。
利用される非接触ＩＣカードシステムに関する。本発明
は、上記以外にも物流・入退出管理システムなど、特に
セキュリティが要求される分野にも利用することがてき
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、有料道路での交通渋滞緩和・料金
収受業務の省力化の一案として非接触ＩＣカードシステ
ムの実用化研究が盛んに実施されている。図６は、近年
の非接触ＩＣカードシステムの運用メッセージを示した
ものである。図６において、１１は非接触ＩＣカードを
示したものであり、車両１２に搭載されて、非接触ＩＣ
カードシステム使用可能な料金所ゲートに進入する事に
なる。
収受業務の省力化の一案として非接触ＩＣカードシステ
ムの実用化研究が盛んに実施されている。図６は、近年
の非接触ＩＣカードシステムの運用メッセージを示した
ものである。図６において、１１は非接触ＩＣカードを
示したものであり、車両１２に搭載されて、非接触ＩＣ
カードシステム使用可能な料金所ゲートに進入する事に
なる。
【０００３】１４は地上機アンテナであり、筐体１５に
支持されている。１３は地上機アンテナが作り出す非接
触ＩＣカードとの無線による通信領域である。
支持されている。１３は地上機アンテナが作り出す非接
触ＩＣカードとの無線による通信領域である。
【０００４】１６は地上機アンテナを制御する、アンテ
ナ制御装置である。１７は料金所ブースである。このよ
うな、非接触ＩＣカード使用可能な料金所ゲートに車両
１２が進入した場合、非接触ＩＣカードは、地上機アン
テナが出力する問合せメッセージに応答して、固有情報
を地上機アンテナに返信することになる。
ナ制御装置である。１７は料金所ブースである。このよ
うな、非接触ＩＣカード使用可能な料金所ゲートに車両
１２が進入した場合、非接触ＩＣカードは、地上機アン
テナが出力する問合せメッセージに応答して、固有情報
を地上機アンテナに返信することになる。
【０００５】この固有情報の中には、非接触ＩＣカード
のＩＣ番号や、車種区分、入口料金所の情報などの重要
なデータを含んでいる。地上機アンテナおよびアンテナ
制御装置では、その情報を受信し、課金値（通行料金）
を計算し、非接触ＩＣカードに返送することになる。
のＩＣ番号や、車種区分、入口料金所の情報などの重要
なデータを含んでいる。地上機アンテナおよびアンテナ
制御装置では、その情報を受信し、課金値（通行料金）
を計算し、非接触ＩＣカードに返送することになる。
【０００６】非接触ＩＣカードでは、その課金値を受信
し、内部の記録媒体から課金値を減算し、新残額に更新
することになる。図７は、従来の非接触ＩＣカードの内
部ブロック図を示したものである。図７において、２２
０は非接触ＩＣカードのＣＰＵである。
し、内部の記録媒体から課金値を減算し、新残額に更新
することになる。図７は、従来の非接触ＩＣカードの内
部ブロック図を示したものである。図７において、２２
０は非接触ＩＣカードのＣＰＵである。
【０００７】２２１はプログラム用のＲＯＭ、２２２は
作業用もしくは、データ一時記憶用のＲＡＭである。２
２３は、金額を電気的に記憶するＥＥＰＲＯＭである。
作業用もしくは、データ一時記憶用のＲＡＭである。２
２３は、金額を電気的に記憶するＥＥＰＲＯＭである。
【０００８】２２４は、無線通信用で受信したシリアル
データをパラレルデータに変換したり、ＣＰＵのデータ
を無線通信用に加工したりする無線通信用ロジックであ
る。２２５は、無線通信のためのアナログユニットであ
り、データ復調回路、データ変調回路などより構成され
ている。
データをパラレルデータに変換したり、ＣＰＵのデータ
を無線通信用に加工したりする無線通信用ロジックであ
る。２２５は、無線通信のためのアナログユニットであ
り、データ復調回路、データ変調回路などより構成され
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記、従来の
非接触ＩＣカードでは、非接触ＩＣカードと地上機アン
テナとの無線回線上のセキュリティは、何ら考慮されて
いなかった。つまり、地上機から送信される問合せメッ
セージも、課金処理メッセージも、非接触ＩＣカードか
ら返送されるＩＤメッセージもすべて、一般的に知識の
ある人が認識可能なメッセージ（平文）でやりとりされ
ていた。
非接触ＩＣカードでは、非接触ＩＣカードと地上機アン
テナとの無線回線上のセキュリティは、何ら考慮されて
いなかった。つまり、地上機から送信される問合せメッ
セージも、課金処理メッセージも、非接触ＩＣカードか
ら返送されるＩＤメッセージもすべて、一般的に知識の
ある人が認識可能なメッセージ（平文）でやりとりされ
ていた。
【００１０】このような事態は、金額情報を扱う料金所
システムにおいては、懸念されるべきである。なぜなら
ば、このメッセージの盗聴者は、容易にこのメッセージ
を理解でき、もし意図すれば、メッセージの一部を、有
利なメッセージに交換したりして、正常の課金値よりも
格安でもしくは、無料で料金所ゲートを通過することも
可能である。本発明は、これらの問題を解決することが
できる非接触ＩＣカードシステムを提供することを目的
とする。
システムにおいては、懸念されるべきである。なぜなら
ば、このメッセージの盗聴者は、容易にこのメッセージ
を理解でき、もし意図すれば、メッセージの一部を、有
利なメッセージに交換したりして、正常の課金値よりも
格安でもしくは、無料で料金所ゲートを通過することも
可能である。本発明は、これらの問題を解決することが
できる非接触ＩＣカードシステムを提供することを目的
とする。
【００１１】
（第１の手段）本発明に係る非接触ＩＣカードシステム
は、有料自動車道路を、ノンストップかつキャッシュレ
スで通行できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシ
ステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカードは、メッセー
ジ暗号化のための暗号アルゴリズム実行器と、暗号化の
ための機密キー格納メモリにより構成され、（Ｂ）地上
機アンテナも、暗号アルゴリズム実行器と、暗号化のた
めの機密キー格納メモリにより構成されることにより、
（Ｃ）非接触ＩＣカードと機上機アンテナの双方から発
信されるメッセージを暗号化し、（Ｄ）キー番号も同時
にメッセージの内容として発信し、（Ｅ）メッセージご
とに、暗号化のためのキーを更新することにより、交換
されるメッセージの機密性を向上させることを特徴とす
る。 （第２の手段）本発明に係る非接触ＩＣカードシステム
は、有料自動車道路を、ノンストップかつキャッシュレ
スで通行できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシ
ステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカードは、メッセー
ジ暗号化のための暗号アルゴリズム実行器と、暗号化の
ための機密キー格納メモリと、ランダムナンバー発生器
により構成され、（Ｂ）地上機アンテナも、暗号アルゴ
リズム実行器と、暗号化のための機密キー格納メモリ
と、ランダムナンバー発生器により構成されることによ
り、（Ｃ）ランダムナンバー発生器で乱数を発生させ、
（Ｄ）前記ランダムナンバーと、任意に選択したマスタ
ーキーにより、暗号化関数を実行して、一時キーを作成
し、（Ｅ）前記一時キーと、非接触ＩＣカードと地上機
アンテナの双方から発信させるメッセージを暗号化し、
（Ｆ）さらに、選択したキー番号と乱数も同時にメッセ
ージの内容として発信し、（Ｇ）メッセージごとに、暗
号化のためのキーと乱数を更新することにより、交換さ
れるメッセージの機密性を向上させることを特徴とす
る。
は、有料自動車道路を、ノンストップかつキャッシュレ
スで通行できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシ
ステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカードは、メッセー
ジ暗号化のための暗号アルゴリズム実行器と、暗号化の
ための機密キー格納メモリにより構成され、（Ｂ）地上
機アンテナも、暗号アルゴリズム実行器と、暗号化のた
めの機密キー格納メモリにより構成されることにより、
（Ｃ）非接触ＩＣカードと機上機アンテナの双方から発
信されるメッセージを暗号化し、（Ｄ）キー番号も同時
にメッセージの内容として発信し、（Ｅ）メッセージご
とに、暗号化のためのキーを更新することにより、交換
されるメッセージの機密性を向上させることを特徴とす
る。 （第２の手段）本発明に係る非接触ＩＣカードシステム
は、有料自動車道路を、ノンストップかつキャッシュレ
スで通行できる料金収受システムの非接触ＩＣカードシ
ステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカードは、メッセー
ジ暗号化のための暗号アルゴリズム実行器と、暗号化の
ための機密キー格納メモリと、ランダムナンバー発生器
により構成され、（Ｂ）地上機アンテナも、暗号アルゴ
リズム実行器と、暗号化のための機密キー格納メモリ
と、ランダムナンバー発生器により構成されることによ
り、（Ｃ）ランダムナンバー発生器で乱数を発生させ、
（Ｄ）前記ランダムナンバーと、任意に選択したマスタ
ーキーにより、暗号化関数を実行して、一時キーを作成
し、（Ｅ）前記一時キーと、非接触ＩＣカードと地上機
アンテナの双方から発信させるメッセージを暗号化し、
（Ｆ）さらに、選択したキー番号と乱数も同時にメッセ
ージの内容として発信し、（Ｇ）メッセージごとに、暗
号化のためのキーと乱数を更新することにより、交換さ
れるメッセージの機密性を向上させることを特徴とす
る。
【００１２】
（請求項１に係る発明の作用）本発明の非接触ＩＣカー
ドシステムによれば、地上機アンテナからのメッセージ
には先頭にキー（以下Ｋｅｙという）番号が付加されて
いる。
ドシステムによれば、地上機アンテナからのメッセージ
には先頭にキー（以下Ｋｅｙという）番号が付加されて
いる。
【００１３】その後に続くデータは、このＫｅｙ番号で
指定された機密Ｋｅｙで暗号化されている。非接触ＩＣ
カードでは、この機密メッセージを受信すると、最初に
Ｋｅｙ番号を認識し、このＫｅｙ番号で指定された機密
ＫｅｙをＫｅｙメモリの中から検索し、暗号アルゴリズ
ム実行器に入力する。
指定された機密Ｋｅｙで暗号化されている。非接触ＩＣ
カードでは、この機密メッセージを受信すると、最初に
Ｋｅｙ番号を認識し、このＫｅｙ番号で指定された機密
ＫｅｙをＫｅｙメモリの中から検索し、暗号アルゴリズ
ム実行器に入力する。
【００１４】この暗号アルゴリズム実行器に、同時に受
信した機密データを入力することにより出力として、平
文の認識可能なメッセージを得ることができる。非接触
ＩＣカードが地上機アンテナに返信する際も同様であ
る。
信した機密データを入力することにより出力として、平
文の認識可能なメッセージを得ることができる。非接触
ＩＣカードが地上機アンテナに返信する際も同様であ
る。
【００１５】非接触ＩＣカードは、任意にＫｅｙメモリ
のなかから機密Ｋｅｙを選択し、そのＫｅｙでデータを
暗号化して、そのＫｅｙのインデックスであるＫｅｙ番
号とともに地上機に返信する。 （請求項２に係る発明の作用）本発明の非接触ＩＣカー
ドシステムによれば、地上機アンテナからのメッセージ
には先頭にＫｅｙ番号が付加されている。
のなかから機密Ｋｅｙを選択し、そのＫｅｙでデータを
暗号化して、そのＫｅｙのインデックスであるＫｅｙ番
号とともに地上機に返信する。 （請求項２に係る発明の作用）本発明の非接触ＩＣカー
ドシステムによれば、地上機アンテナからのメッセージ
には先頭にＫｅｙ番号が付加されている。
【００１６】その後、数バイトは乱数が発信される。更
にその後に続くデータは、このＫｅｙ番号で指定された
機密Ｋｅｙと乱数を暗号化関数で実行した一時Ｋｅｙで
暗号化されている。
にその後に続くデータは、このＫｅｙ番号で指定された
機密Ｋｅｙと乱数を暗号化関数で実行した一時Ｋｅｙで
暗号化されている。
【００１７】非接触ＩＣカードでは、この機密メッセー
ジを受信すると、最初にＫｅｙ番号を認識し、このＫｅ
ｙ番号で指定された機密ＫｅｙをＫｅｙメモリの中から
検索し、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
ジを受信すると、最初にＫｅｙ番号を認識し、このＫｅ
ｙ番号で指定された機密ＫｅｙをＫｅｙメモリの中から
検索し、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
【００１８】次に、受信された乱数を同時に暗号アルゴ
リズム実行器に入力し、出力として一時Ｋｅｙを得る事
ができる。その後、この一時Ｋｅｙと、同時に受信した
機密データを、再び暗号化アルゴリズム実行器に入力す
ることにより、出力として、平文の認識可能なメッセー
ジを得ることができる。
リズム実行器に入力し、出力として一時Ｋｅｙを得る事
ができる。その後、この一時Ｋｅｙと、同時に受信した
機密データを、再び暗号化アルゴリズム実行器に入力す
ることにより、出力として、平文の認識可能なメッセー
ジを得ることができる。
【００１９】非接触ＩＣカードが地上機アンテナに返信
する際も同様である。非接触ＩＣカードは、任意にＫｅ
ｙメモリのなかから機密Ｋｅｙを選択し、更に乱数を発
生させ、暗号化アルゴリズム発生器に入力し、一時Ｋｅ
ｙを作成する。そのＫｅｙでデータを暗号化して、もと
もとの機密ＫｅｙのＫｅｙ番号と、数バイトの乱数とと
もに地上機に返信する。
する際も同様である。非接触ＩＣカードは、任意にＫｅ
ｙメモリのなかから機密Ｋｅｙを選択し、更に乱数を発
生させ、暗号化アルゴリズム発生器に入力し、一時Ｋｅ
ｙを作成する。そのＫｅｙでデータを暗号化して、もと
もとの機密ＫｅｙのＫｅｙ番号と、数バイトの乱数とと
もに地上機に返信する。
【００２０】
（第１実施例）本発明の第１実施例を図１、図２を用い
て説明する。図１において、１は非接触ＩＣカードのＣ
ＰＵである。
て説明する。図１において、１は非接触ＩＣカードのＣ
ＰＵである。
【００２１】２はプログラム用のＲＯＭである。３は、
ＣＰＵの作業用ＲＡＭであり、同時にデータの一時格納
エリアでもある。
ＣＰＵの作業用ＲＡＭであり、同時にデータの一時格納
エリアでもある。
【００２２】４は不揮発性のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で
あり、非接触ＩＣカードが前払い形態の運用をされた場
合、電気的に金額を記憶する財布代わりになるものであ
る。５はＫｅｙメモリであり、複数の暗号Ｋｅｙが格納
された領域である。
あり、非接触ＩＣカードが前払い形態の運用をされた場
合、電気的に金額を記憶する財布代わりになるものであ
る。５はＫｅｙメモリであり、複数の暗号Ｋｅｙが格納
された領域である。
【００２３】６は暗号アルゴリズム実行器である。７は
無線インタフェースロジック回路であり、８は無線通信
用ユニットである。
無線インタフェースロジック回路であり、８は無線通信
用ユニットである。
【００２４】本発明の、非接触ＩＣカードと地上機アン
テナで双方に交信されるメッセージは、図２のようにな
っている。基本構成は、暗号化の際に使用されたＫｅｙ
を指し示すＫｅｙ番号（Ｋｅｙインデックス）９と、そ
のＫｅｙで暗号化された機密データ１０の集まりで１つ
のパケットが構成される事になる。
テナで双方に交信されるメッセージは、図２のようにな
っている。基本構成は、暗号化の際に使用されたＫｅｙ
を指し示すＫｅｙ番号（Ｋｅｙインデックス）９と、そ
のＫｅｙで暗号化された機密データ１０の集まりで１つ
のパケットが構成される事になる。
【００２５】まず、地上機は、このパッケットを非接触
ＩＣカードに送信することになる。これを受信した非接
触ＩＣカードでは、まずＫｅｙ番号の認識を行なう。そ
して、このＫｅｙ番号が示すＫｅｙの内容を、暗号アル
ゴリズム実行器に入力すると同時に、受信した暗号化さ
れたメッセージも一緒に入力する。その出力として平文
の認識可能なデータを得ることができるようになる。こ
のような暗号化されたデータから元の平文を再生する動
作を復号処理と呼ぶ。
ＩＣカードに送信することになる。これを受信した非接
触ＩＣカードでは、まずＫｅｙ番号の認識を行なう。そ
して、このＫｅｙ番号が示すＫｅｙの内容を、暗号アル
ゴリズム実行器に入力すると同時に、受信した暗号化さ
れたメッセージも一緒に入力する。その出力として平文
の認識可能なデータを得ることができるようになる。こ
のような暗号化されたデータから元の平文を再生する動
作を復号処理と呼ぶ。
【００２６】つまり、地上機のアンテナ制御装置と非接
触ＩＣカードの双方で、同じ暗号Ｋｅｙをもっていなけ
れば、暗号化されたメッセージの解読はできない事にな
る。これは、この暗号化Ｋｅｙを知り得ない外部の盗聴
者から重要データを保護するごとに非常な有効な手段と
なる。
触ＩＣカードの双方で、同じ暗号Ｋｅｙをもっていなけ
れば、暗号化されたメッセージの解読はできない事にな
る。これは、この暗号化Ｋｅｙを知り得ない外部の盗聴
者から重要データを保護するごとに非常な有効な手段と
なる。
【００２７】さらに、非接触ＩＣカードが、地上機アン
テナに対して返信する場合も同じであり、まず最初に非
接触ＩＣカードは、任意のＫｅｙ番号を選択し、そのＫ
ｅｙで示されたＫｅｙメモリの内容、すなわち暗号Ｋｅ
ｙ自体を、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
テナに対して返信する場合も同じであり、まず最初に非
接触ＩＣカードは、任意のＫｅｙ番号を選択し、そのＫ
ｅｙで示されたＫｅｙメモリの内容、すなわち暗号Ｋｅ
ｙ自体を、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
【００２８】それと同時に、送信したいメッセージも一
緒に、暗号アルゴリズム実行器に入力する。その結果と
して、機密Ｋｅｙで暗号化されたメッセージをえる事が
できる。このように、解読可能な平文から機密Ｋｅｙを
用いてメッセージを暗号化する動作を、暗号処理と呼
ぶ。
緒に、暗号アルゴリズム実行器に入力する。その結果と
して、機密Ｋｅｙで暗号化されたメッセージをえる事が
できる。このように、解読可能な平文から機密Ｋｅｙを
用いてメッセージを暗号化する動作を、暗号処理と呼
ぶ。
【００２９】そして、その任意のＫｅｙと暗号化された
データをパケットにして、地上機アンテナに返信する事
になる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図３、図４および
図５を用いて説明する。
データをパケットにして、地上機アンテナに返信する事
になる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図３、図４および
図５を用いて説明する。
【００３０】図３において、１０１は非接触ＩＣカード
のＣＰＵである。１０２はプログラム用のＲＯＭであ
る。１０３は、ＣＰＵの作業用ＲＡＭであり、同時にデ
ータの一時格納エリアでもある。
のＣＰＵである。１０２はプログラム用のＲＯＭであ
る。１０３は、ＣＰＵの作業用ＲＡＭであり、同時にデ
ータの一時格納エリアでもある。
【００３１】１０４は不揮発性のメモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）であり、非接触ＩＣカードが前払い形態の運用をさ
れた場合、電気的に金額を記憶する財布代わりになるも
のである。
Ｍ）であり、非接触ＩＣカードが前払い形態の運用をさ
れた場合、電気的に金額を記憶する財布代わりになるも
のである。
【００３２】１０５はＫｅｙメモリであり、複数の暗号
Ｋｅｙが格納された領域である。１０６は暗号アルゴリ
ズム実行器である。１０７はランダムナンバー発生器で
ある。
Ｋｅｙが格納された領域である。１０６は暗号アルゴリ
ズム実行器である。１０７はランダムナンバー発生器で
ある。
【００３３】１０８は、無線インタフェースロジック回
路であり、１０９は無線通信用ユニットである。これら
の一時Ｋｅｙ作成過程とデータの暗号化過程を示したも
のが図４である。図４に示すように、非接触ＩＣカード
は最初に、自身でランダムナンバーを発生させる。
路であり、１０９は無線通信用ユニットである。これら
の一時Ｋｅｙ作成過程とデータの暗号化過程を示したも
のが図４である。図４に示すように、非接触ＩＣカード
は最初に、自身でランダムナンバーを発生させる。
【００３４】そのランダムナンバーと、任意に選択した
機密Ｋｅｙ（マスターＫｅｙ）を同時に暗号アルゴリズ
ム実行器に入力する。その結果として、一時Ｋｅｙを得
る事ができる。
機密Ｋｅｙ（マスターＫｅｙ）を同時に暗号アルゴリズ
ム実行器に入力する。その結果として、一時Ｋｅｙを得
る事ができる。
【００３５】次に、その一時Ｋｅｙと、暗号化したい
（被暗号化）データを、同時に暗号アルゴリズム実行器
に入力する。その結果として暗号化された機密データを
得る事ができるようになる。
（被暗号化）データを、同時に暗号アルゴリズム実行器
に入力する。その結果として暗号化された機密データを
得る事ができるようになる。
【００３６】本発明の、非接触ＩＣカードと地上機アン
テナの双方に交信されるメッセージは、図５の示すよう
になっている。基本構成は、暗号化の際に使用されたＫ
ｅｙを指し示すＫｅｙ番号（Ｋｅｙインデックス）１２
０と、そのＫｅｙとランダムナンバー１２１で暗号化関
数により作成された一時Ｋｅｙと、さらにその一時Ｋｅ
ｙで暗号化された機密データ１２２の集まりで、１つの
パケットが構成される事になる。
テナの双方に交信されるメッセージは、図５の示すよう
になっている。基本構成は、暗号化の際に使用されたＫ
ｅｙを指し示すＫｅｙ番号（Ｋｅｙインデックス）１２
０と、そのＫｅｙとランダムナンバー１２１で暗号化関
数により作成された一時Ｋｅｙと、さらにその一時Ｋｅ
ｙで暗号化された機密データ１２２の集まりで、１つの
パケットが構成される事になる。
【００３７】実際のアプリケーションでは、以下のよう
に使用される事になる。まず、地上機は、このパッケッ
トを非接触ＩＣカードに送信することになる。これを受
信した非接触ＩＣカードでは、まずＫｅｙ番号の認識を
行なう。
に使用される事になる。まず、地上機は、このパッケッ
トを非接触ＩＣカードに送信することになる。これを受
信した非接触ＩＣカードでは、まずＫｅｙ番号の認識を
行なう。
【００３８】そして、このＫｅｙ番号が示すＫｅｙの内
容を、暗号アルゴリズム実行器に入力すると同時に、受
信したランダムナンバーも一緒に入力する。その出力と
して一時Ｋｅｙを得ることができる。
容を、暗号アルゴリズム実行器に入力すると同時に、受
信したランダムナンバーも一緒に入力する。その出力と
して一時Ｋｅｙを得ることができる。
【００３９】この一時Ｋｅｙと、受信された機密データ
を、再度、暗号アルゴリズム実行器に入力することによ
り、平文の認識可能なデータを得ることができるように
なる。このような暗号化されたデータから元の平文を再
生する動作を復号処理と呼ぶ。
を、再度、暗号アルゴリズム実行器に入力することによ
り、平文の認識可能なデータを得ることができるように
なる。このような暗号化されたデータから元の平文を再
生する動作を復号処理と呼ぶ。
【００４０】つまり、地上機のアンテナ制御装置と非接
触ＩＣカードの双方で、同じ暗号Ｋｅｙをもっていなけ
れば、暗号化されたメッセージの解読はできない事にな
る。これは、この暗号化Ｋｅｙを知り得ない外部の盗聴
者から重要データを保護することに非常な有効な手段と
なり得る。
触ＩＣカードの双方で、同じ暗号Ｋｅｙをもっていなけ
れば、暗号化されたメッセージの解読はできない事にな
る。これは、この暗号化Ｋｅｙを知り得ない外部の盗聴
者から重要データを保護することに非常な有効な手段と
なり得る。
【００４１】さらに、非接触ＩＣカードが、地上機アン
テナに対して返信する場合も同じであり、まず最初に非
接触ＩＣカードは、任意のＫｅｙ番号を選択し、そのＫ
ｅｙで示されたＫｅｙメモリの内容、すなわち暗号Ｋｅ
ｙ自体を、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
テナに対して返信する場合も同じであり、まず最初に非
接触ＩＣカードは、任意のＫｅｙ番号を選択し、そのＫ
ｅｙで示されたＫｅｙメモリの内容、すなわち暗号Ｋｅ
ｙ自体を、暗号アルゴリズム実行器に入力する。
【００４２】それと同時に、非接触ＩＣカードで発生さ
せたランダムナンバーも入力する。その結果として一時
Ｋｅｙを得ることができ、送信したいメッセージとこの
一時Ｋｅｙとを再度、暗号アルゴリズム実行器に入力す
る。
せたランダムナンバーも入力する。その結果として一時
Ｋｅｙを得ることができ、送信したいメッセージとこの
一時Ｋｅｙとを再度、暗号アルゴリズム実行器に入力す
る。
【００４３】その結果として、機密Ｋｅｙで暗号化され
たメッセージを得る事ができる。このように、解読可能
な平文から機密Ｋｅｙを用いてメッセージを暗号化する
動作を、暗号処理と呼ぶ。
たメッセージを得る事ができる。このように、解読可能
な平文から機密Ｋｅｙを用いてメッセージを暗号化する
動作を、暗号処理と呼ぶ。
【００４４】そして、その任意のＫｅｙと、ランダムナ
ンバーと暗号化されたデータを、パケットにして、地上
機アンテナに返信する事になる。なお、発生させるラン
ダムナンバーの長さは、１バイトよりも複数バイトある
方が、作成される一時Ｋｅｙの展開が豊富であり、デー
タのセキュリティは更に向上する。
ンバーと暗号化されたデータを、パケットにして、地上
機アンテナに返信する事になる。なお、発生させるラン
ダムナンバーの長さは、１バイトよりも複数バイトある
方が、作成される一時Ｋｅｙの展開が豊富であり、デー
タのセキュリティは更に向上する。
【００４５】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （請求項１に係る発明の効果） （１）本発明の非接触ＩＣカードシステムによれば、地
上機アンテナと交互に交換されるメッセージ内容は、機
密Ｋｅｙで暗号化されており、盗聴者がそのメッセージ
をなんらかの形で傍受できたとしても、機密Ｋｅｙを知
り得なければ、有効でかつ意味のあるメッセージに解読
できない事になる。 （２）したがって、無線回線上のメッセージのどの部分
がどのような意味をなすものなのかを認識する事ができ
ない事になり、その部分をすり替えて、不正に通行料金
をごまかそうという行為など、あらゆる不正を防止する
ことができる。 （３）また、本発明の最も効果的な使用方法は、交信さ
れるメッセージ毎に、暗号化のＫｅｙ、すなわちＫｅｙ
番号を変化させることである。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （請求項１に係る発明の効果） （１）本発明の非接触ＩＣカードシステムによれば、地
上機アンテナと交互に交換されるメッセージ内容は、機
密Ｋｅｙで暗号化されており、盗聴者がそのメッセージ
をなんらかの形で傍受できたとしても、機密Ｋｅｙを知
り得なければ、有効でかつ意味のあるメッセージに解読
できない事になる。 （２）したがって、無線回線上のメッセージのどの部分
がどのような意味をなすものなのかを認識する事ができ
ない事になり、その部分をすり替えて、不正に通行料金
をごまかそうという行為など、あらゆる不正を防止する
ことができる。 （３）また、本発明の最も効果的な使用方法は、交信さ
れるメッセージ毎に、暗号化のＫｅｙ、すなわちＫｅｙ
番号を変化させることである。
【００４６】これにより、暗号化されたメッセージが幾
重にも違った形に展開でき、さらに解読を困難にするこ
とができるようになる。 （請求項２に係る発明の効果） （１）本発明の非接触ＩＣカードシステムによれば、地
上機アンテナと交互に交換されるメッセージ内容は、機
密Ｋｅｙと、ランダムナンバーで、暗号化されており、
盗聴者がそのメッセージをなんらかの形で傍受できたと
しても、機密Ｋｅｙを知り得なければ、有効でかつ意味
のあるメッセージに解読できない事になる。 （２）したがって、無線回線上のメッセージのどの部分
が、どのような意味をなすものなのかを認識する事がで
きない事になり、その部分をすり替えて、不正に通行料
金をごまかそうという行為など、あらゆる不正を防止す
ることができる。 （３）また、本発明の最も効果的な使用方法は、交信さ
れるメッセージ毎に、暗号化のＫｅｙ、すなわちＫｅｙ
番号を変化させ、更にランダムナンバーで一時的なＫｅ
ｙをえることである。
重にも違った形に展開でき、さらに解読を困難にするこ
とができるようになる。 （請求項２に係る発明の効果） （１）本発明の非接触ＩＣカードシステムによれば、地
上機アンテナと交互に交換されるメッセージ内容は、機
密Ｋｅｙと、ランダムナンバーで、暗号化されており、
盗聴者がそのメッセージをなんらかの形で傍受できたと
しても、機密Ｋｅｙを知り得なければ、有効でかつ意味
のあるメッセージに解読できない事になる。 （２）したがって、無線回線上のメッセージのどの部分
が、どのような意味をなすものなのかを認識する事がで
きない事になり、その部分をすり替えて、不正に通行料
金をごまかそうという行為など、あらゆる不正を防止す
ることができる。 （３）また、本発明の最も効果的な使用方法は、交信さ
れるメッセージ毎に、暗号化のＫｅｙ、すなわちＫｅｙ
番号を変化させ、更にランダムナンバーで一時的なＫｅ
ｙをえることである。
【００４７】これにより、一時Ｋｅｙも、暗号化された
データも、無数の広がりをみせ、暗号化されたメッセー
ジが幾重にも違った形に展開でき、さらに解読を困難に
することができるようになる。
データも、無数の広がりをみせ、暗号化されたメッセー
ジが幾重にも違った形に展開でき、さらに解読を困難に
することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る非接触ＩＣカードの
構成図。
構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係るパケットの構成図。
【図３】本発明の第２実施例に係る非接触ＩＣカードの
構成図。
構成図。
【図４】本発明の第２実施例に係る暗号化処理ルーチ
ン。
ン。
【図５】本発明の第２実施例に係るパケットの構成図。
【図６】非接触ＩＣカードの運用イメージ図。
【図７】従来の非接触ＩＣカードの構成図。
１…ＣＰＵ、 ２…ＲＯＭ、 ３…ＲＡＭ、 ４…ＥＥＰＲＯＭ、 ５…Ｋｅｙメモリ、 ６…暗号アルゴリズム実行器、 ７…無線インタフェースロジック回路、 ８…無線通信ユニット、 ９…Ｋｅｙ番号、 １０…暗号化されたデータ、、 １１…非接触ＩＣカード、 １２…車両、 １３…地上機アンテナが作り出す無線による通信領域、 １４…地上機アンテナ、 １５…筐体、 １６…地上機のアンテナ制御装置、 １７…料金所ブース、 １０１…ＣＰＵ、 １０２…ＲＯＭ、 １０３…ＲＡＭ、 １０４…ＥＥＰＲＯＭ、 １０５…Ｋｅｙメモリ、 １０６…暗号アルゴリズム実行器、 １０７…ランダムナンバー発生器、 １０８…無線インタフェースロジック回路、 １０９…無線通信ユニット、 １１３…マスターＫｅｙ、 １２０…Ｋｅｙ番号、 １２１…ランダムナンバー、 １２２…暗号化されたデータ。 ２２０…ＣＰＵ、 ２２１…ＲＯＭ、 ２２２…ＲＡＭ、 ２２３…ＥＥＰＲＯＭ、 ２２４…無線インタフェースロジック回路、 ２２５…無線通信ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０７Ｆ 7/08 Ｇ０８Ｇ 1/017 Ｇ０８Ｇ 1/017 Ｇ０７Ｆ 7/08 Ｓ
Claims (2)
- 【請求項１】 有料自動車道路を、ノンストップかつキ
ャッシュレスで通行できる料金収受システムの非接触Ｉ
Ｃカードシステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカード
（１１）は、メッセージ暗号化のための暗号アルゴリズ
ム実行器（６）と、暗号化のための機密キー格納メモリ
（５）により構成され、（Ｂ）地上機アンテナ（１４）
も、暗号アルゴリズム実行器（６）と、暗号化のための
機密キー格納メモリ（５）により構成されることによ
り、（Ｃ）非接触ＩＣカード（１１）と機上機アンテナ
（１４）の双方から発信されるメッセージを暗号化し、
（Ｄ）キー番号（９）も同時にメッセージの内容として
発信し、（Ｅ）メッセージごとに、暗号化のためのキー
を更新することにより、交換されるメッセージの機密性
を向上させることを特徴とする非接触ＩＣカードシステ
ム。 - 【請求項２】 有料自動車道路を、ノンストップかつキ
ャッシュレスで通行できる料金収受システムの非接触Ｉ
Ｃカードシステムにおいて、（Ａ）非接触ＩＣカード
（１１）は、メッセージ暗号化のための暗号アルゴリズ
ム実行器（１０６）と、暗号化のための機密キー格納メ
モリ（１０５）と、ランダムナンバー発生器（１０７）
により構成され、（Ｂ）地上機アンテナ（１４）も、暗
号アルゴリズム実行器（１０６）と、暗号化のための機
密キー格納メモリ（１０５）と、ランダムナンバー発生
器（１０７）により構成されることにより、（Ｃ）ラン
ダムナンバー発生器（１０７）で乱数を発生させ、
（Ｄ）前記ランダムナンバーと任意に選択したマスター
キー（１１３）により、暗号化関数を実行して、一時キ
ーを作成し、（Ｅ）前記一時キーと、非接触ＩＣカード
（１１）と地上機アンテナ（１４）の双方から発信させ
るメッセージを暗号化し、（Ｆ）さらに選択したキー番
号と乱数も同時にメッセージの内容として発信し、
（Ｇ）メッセージごとに、暗号化のためのキーと乱数を
更新することにより、交換されるメッセージの機密性を
向上させることを特徴とする非接触ＩＣカードシステ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2813495A JP3254093B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 非接触ｉｃカードシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2813495A JP3254093B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 非接触ｉｃカードシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08221624A true JPH08221624A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3254093B2 JP3254093B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=12240308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2813495A Expired - Lifetime JP3254093B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 非接触ｉｃカードシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254093B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304192B1 (en) | 1999-04-09 | 2001-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Authorization system and authorization method |
| US7212989B1 (en) | 1997-01-31 | 2007-05-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle-mounted communication device and road-to-vehicle communication device |
| KR100834163B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2008-06-02 | 주식회사 한도 하이테크 | Ｒｆｉｄ를 이용한 물품 인식 장치 및 방법 |
| US8009017B2 (en) | 2003-04-01 | 2011-08-30 | Mi Kyoung Park | Contactless type communication tag, portable tag reader for verifying a genuine article, and method for providing information of whether an article is genuine or not |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102057512B1 (ko) * | 2018-07-06 | 2019-12-19 | 유비벨록스(주) | 차량인식 시스템 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP2813495A patent/JP3254093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7212989B1 (en) | 1997-01-31 | 2007-05-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle-mounted communication device and road-to-vehicle communication device |
| US6304192B1 (en) | 1999-04-09 | 2001-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Authorization system and authorization method |
| US8009017B2 (en) | 2003-04-01 | 2011-08-30 | Mi Kyoung Park | Contactless type communication tag, portable tag reader for verifying a genuine article, and method for providing information of whether an article is genuine or not |
| KR100834163B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2008-06-02 | 주식회사 한도 하이테크 | Ｒｆｉｄ를 이용한 물품 인식 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3254093B2 (ja) | 2002-02-04 |
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