JPH09198476A

JPH09198476A - ボックス図形コードカード

Info

Publication number: JPH09198476A
Application number: JP8023413A
Authority: JP
Inventors: Kichinosuke Nagashio; 吉之助長塩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】カードセキュリティを向上させることができ
るボックス図形コードカード。【解決手段】４セグメントを有するボックス図形コー
ドによって表される所定の数字、文字等をカード書込手
段により書込んだボックス図形コードカード１におい
て、初期コードエリア４に書込むデータの頭の基本コー
ドＮ０１の第１、第２セグメントａ、ｂが表すビット表
示の組合わせで、カード毎にランダムに決定されるロー
テーション・キーによって主情報の基本図形コードを図
形回転させて暗号化し、そのカード毎に異なるローテー
ョン・キーによって決まる分解比の分解キーが示すタイ
ミングに従って主情報の基本図形コードＮ０１、Ｎ０
２、…、Ｎ０５、ＮＯ６…等をカードの表裏に交互に書
込むことで、重ねて暗号化している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボックス図形コー
ドにより情報を書込むプリペイドカード等のカードセキ
ュリティに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されているＶＩＳＡ等に代
表されるクレジットカード、金融機関が発行するキャッ
シュカード、およびテレフォンカードに代表される先払
い方式の各種プリペイドカード等は殆どが磁気記録カー
ドである。

【０００３】磁気記録カードは、例えば、クレジットカ
ードの場合は、カード裏面（キャッシュカードは表面に
なる）の幅７．３ｍｍの磁気ストライプ内に、カード発
行者のコード番号、ユーザーの個人番号、姓名、肩書等
の個人情報、カードの有効期限、カード種別、等の情報
が７９文字の範囲内でパリティチェックを含む１文字７
ビットの信号に変換されて磁気記録されている。

【０００４】このように、たかだか７９文字程度しか記
録できない小容量メモリとも言うべき磁気ストライプ
に、ビット誤り訂正用のパリテイ信号を含め全カード情
報を記録しなければならないので、暗号化を含むセキュ
リティ対策については自ずと限界があり、それに、多少
の専門知識があれば磁気カードのデータ解読、変造等は
技術的に難しい作業ではないといった技術的な側面から
も、磁気カードシステムのカードセキュリティ（安全
性）は危機的な状況にあるということができる。

【０００５】当然、磁気カードの不正使用による事故件
数も年々増えているが、カード会社が自社の営業成績に
直接跳ね返る問題なので不正の手口や、正確な事故発生
件数を公表しないので実態の把握は難しく、公式な数字
では１０年前の１９８５年１年間の全米クレジットカー
ド不正使用損害額が、約２億ドル（約２００億円）とい
う数字がある程度で、近年における被害実態は全く不明
である。

【０００６】銀行等のキャッシュカードは、国際的なク
レジットカードほど使用範囲は広くはないが、１件当た
りの被害額が大きく総額ではこちらの方が大きいのかも
しれない。銀行のキッシャカードの場合も１０数年前に
は、カードの磁気ストライプに暗証番号の数字をそのま
ま磁気記録して発行するという、金融機関のセキュリテ
ィ上からは到底信じられないようなことが行われてい
た。当然の如く易々と他人のカードを偽造して数百万円
を不正に引出すというカード犯罪が発生し、それ以来キ
ャッシュカードは「ゼロ暗証システム」、つまりカード
に記録していた暗証番号を消して、本人が直接入力する
暗証番号を銀行のホストコンピュータが記録と照合する
ように改められた。しかし、この磁気カードシステムも
決して安全な状況ではない。

【０００７】一方、先払い方式のプリペイドカードにつ
いては、テレフォンカードが代表的であるが、そのテレ
フォンカードも磁気ードであって変造が容易なことか
ら、一時は変造テレフォンカードの代名詞として、さる
中近東の産油国名が挙がるようなひどい状態になってし
まったことは記憶に新しい。

【０００８】これは、コイン式の電話機で百円硬貨を使
用した時に、お釣りが出ないという客の苦情を解消する
ために設置したカード電話機そのものが、完璧なカード
偽造機として逆用されるという苦々しく皮肉な結果とな
ってしまった犯罪であって、挿入されたカードを読込ん
で度数を減算するカード電話機の機構を改ざんして、回
路が加算動作を行うように切替え、度数が増えるように
磁気記録してテレカを再生するという盗品電話機を利用
した犯罪であった。

【０００９】その後の対策として、カードの使用度数が
１０５度を超す高額カードを禁止すると共に、カード式
電話機ではユーザーが通話を終了してカードを抜き取り
電話機の電源が落ちると、セキュリティ機能が作動して
度数回路が正規に動作しないように改められたという
が、これら１台当たり数万円とも言われるハード、ソフ
ト面からのプロテクトも、テレフォンカードが度数デー
タの磁気記録カードであるという簡単な仕組みである限
り、何時解読されて再度また対策を迫られないという保
証はない。

【００１０】こうして見てくると、カードの歴史は悪用
しようとする偽造集団と、これを阻止しようとするカー
ド会社の知恵比べの歴史でもあり、現にＶＩＳＡカード
の偽造カード等は、ＶＩＳＡカード側がデータの暗号化
処理に併用して、偽造カードの識別用にと導入した光学
的な「鳩のホログラム」技術すらも偽造グループは既に
クリア済みで、その偽造技術も第４世代の偽造カードと
呼ばれる時代に入っているそうである。

【００１１】いずれにしても、百万からの取引きを行う
現金同様のクレジットカードが簡単な磁気カードシステ
ムのままで流通していること自体が不安ということであ
り、高額の現金を動かす銀行のキャッシュカードにして
も、多少電気的な知識があればデータの変造が容易にで
きるような簡単な磁気カードのままで果たして安全なの
かということになるが、恐らくその答えは、年間交通事
故死で何万人もの人命が失われるが、だからといって誰
も自動車の生産を中止すべきだと言う人はいないといっ
た種類のもので、カード事故の減少は望ましいことには
違いないがカード事故がどれだけ発生しようとも（実数
は不明）、対するカード利用者の新規参入増加率と取引
収入が上回っている限り特に問題にする必要はないとい
うことである。

【００１２】加えて、価格が只で扱いも簡単な普及し易
い磁気カードでは無く、セキュリティを重視したカード
自体に処理能力のある高価なカード型マイコンだった
ら、ユーザーは抵抗無しに高額のカード代を支払ってま
でカードシステムに参入し、果たして、現在のようなカ
ードシステムの拡張と繁栄を支えたかどうか？というこ
とが、その答えかも知れい。

【００１３】このように、磁気カードはセキュユリティ
の面で根本的な不安点を抱えながら今日まで発展してき
たが、それに乗じて偽造集団の手口も益々高度化し電子
化されてきている状況から、最近ではこれら磁気カード
に代わるものとしてプリペイドカードシステム等におい
ては、変造し易い磁気記録方式ではなく印刷技術による
２次元図形コードを用いた、図５に示すような２次元図
形コードカードを使用する例が増加してきている。

【００１４】図５（ａ）に示す図形コードカード４０上
段の初期コードエリア４０ａに印字した情報は、図５
（ｂ）に示す４セグメントの通称カルラコードと呼ばれ
る２次元図形コードによって書込まれている。この図形
コードは例えば、四角形を４分割した４セグメントを１
基本コードとして、塗潰してマークした黒のセグメント
とマークしない白のセグメントを夫々情報“１”、
“０”に対応させ、これらの基本図形コードを並べ組合
わせて各種情報を表示するものであり、バーコード等に
比較すれば情報量も大きくなり、直接コンピュータ処理
も可能である等の利点を有するものであり、特殊な図形
コードによる印刷なので、磁気カードの磁気記録データ
のように磁気ヘッド等を用いて簡単に変造することは難
しい。

【００１５】図６は従来のカード発券機の概略ブロック
図である。図６のような発券機に客側から紙幣が投入さ
れると発券機は先ず、システム側で予め決定して全カー
ドに同じように透明インキで印字してある、図形コード
を暗号化処理により回転させるためのローテーション・
キー（例えば２回、５回等）４０ｃを、光学的（紫外線
領域等）読取センサー５０によって読取った後、ローラ
Ｂにより送られるカード４０上の初期コードエリア４０
ａに、書込ヘッド５１が、カードの進行方向に対して直
交する向きに所定の速度で往復スキャンしながら、図形
コードの数値情報等をローテーション・キーによる回転
処理を加えながら書込んで行く。例えば１万円の紙幣が
投入され１万円のボタンが押された場合は、図５（ａ）
に示したようにプリペイドカード４０の初期コードエリ
ア４０ａには、１万円の数値情報が書込まれることにな
る。

【００１６】書込みを終了したプリペイドカード４０
は、ベリファイ（追認）用の光学的読取ヘッド５２によ
り、図形コードによる黒白セグメントの書込内容を確認
して誤りが無ければ、ローラーＡよりカード４０を客に
渡すべく送出する。

【００１７】図７は従来のカード読取機の概略ブロック
図である。発行されたプリペイドカード４０を使用する
場合は、カード読取機にカード４０を挿入して料金入力
部６０より金額を入力すると、ＣＰＵ６１は挿入された
プリペイドカード４０のローテーション・キー４０ｃを
センサ５０で読取り、同時に初期コードエリア４０ａの
金額を読取ヘッド６３により読取って、キー・コードと
図形コードによるデコード処理を行い、残額が十分ある
ことを確認したら、相当商品（遊戯物又は品物等）の放
出を指令すると同時に、新たな残額（例えば、１回目の
８千円）を計算して、書込ヘッド６２によりプリペイド
カード４０の残金コードエリア４０ｂの行に書込んで、
客側へ送出返還する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来システムでは、図形コードカード４０の残金の確認や
書換処理については比較的確実に処理が行われるが、カ
ードセキュリティに関する図形コードのローテーション
・キー４Ｏｃの処理については、発行する全カードに同
一キーを書込むという固定キーシステムであって、ロー
テーション・キーによる処理だけでカードセキュリティ
を維持しようとしているので、一旦、ローテーション・
キー４０ｃが解読されてしまうと、その被害範囲が全カ
ードに及びカードセキュリティが一挙に低下してしまう
という問題がある。

【００１９】そこで、本発明の目的は、カード毎に暗号
化のためのローテーション・キーが自動的に変わり、図
形コードの書込みもカード毎に異なる分解キーによりデ
ータを分解して書込むようにしてカードセキュリティを
高め、不正カードの横行を防止できるボックス図形コー
ドカードを提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、カードの初期コードエリアの頭の基本コ
ードの第１およひ第２セグメントの状態で、そのカード
のローテーション・キーがランダムに自動的に決定でき
るようにして、決定したローテーション・キーに基づき
主情報図形コードを分解してカード表裏に書込むように
構成している。

【００２１】本出願に係る発明の目的を実現する構成
は、請求項１に記載のように、４セグメントを有する図
形コードにより表される所定の数字、文字等をカード書
込手段により書込んだ図形コードカードにおいて、初期
コードエリアに書込むデータの頭初の基本コードの第１
セグメントおよび第２セグメントが表すビット表示の組
合わせによってカード毎にランダムに決定されるローテ
ーション・キーと、該ローテーション・キーが表す数値
に基づき基本コード単位でカード表裏に書込まれる主情
報データを有することを特徴とするボックス図形コード
カードにある。

【００２２】この構成によれば、データの頭初の基本コ
ードが示す第１、第２セグメントのビット表示によりカ
ード毎に異なるローテーション・キーを決定し、カード
毎に異なるローテーション・キーに基づく分解比で主情
報の図形コードを分解してカード表裏に書込むので、ボ
ックス図形コードカードの主情報をカード毎に異なる三
重キーによって暗号化することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係
るボックス図形コードカードを示す図である。図２は図
１に示すカードのローテーション・キーの説明図であ
る。図３は図１に示す主情報データの書込みタイミング
の説明図である。

【００２４】図１に示す本実施の形態のボックス図形コ
ードカード１は、カード表面に金額等の主情報データを
ボックス図形コードの基本コードＮ０１、Ｎ０４等を用
いて書込む主情報書込みエリア２と、高度なセキュリテ
ィ等が要求される特別な用途の場合に個人情報や指紋像
等を書込むＩＤ情報書込みエリア３（通常は使用しな
い）がある。

【００２５】主情報書込みエリア２の最上段の初期コー
ドエリア４には初期金額データが、カード独自のローテ
ーション・キー“Ｋ”によって回転暗号化されたボック
ス図形コードにより書込まれる。次行以下の残金コード
エリア５には次回の使用金額に対する残金額のデータが
書込まれる。また、カード裏側にも、表側の主情報書込
みエリア２に書込まれる図形コードと対となる、ボック
ス図形コードの基本コードＮ０５、Ｎ０６等を並べて書
込む主情報書込みエリアがある。

【００２６】図４は図１に示すカードの発券機および読
取機の概略ブロック図である。図４（ａ）に示す本実施
の形態のカード発券機は、図６に示した従来のカード発
券機と異なりカード表裏両面への書込が可能な構成と
し、データの頭のＮ０１基本コードからローテーション
・キー“Ｋ”を決定し、決定したキー情報に基づくタイ
ミングで主情報データをカード１の表裏に書込むため
に、書込みヘッドはカード表面用の書込ヘッド５１とカ
ード裏面用の書込ヘッド５３、カード表面用の読込みヘ
ッド５２とカード裏面用読込みヘッド５４を備え、各ヘ
ッドによるカード表裏の書込、読込み処理、その他を制
御する制御部１０を設けて、センサ５０は省略してい
る。

【００２７】図４（ｂ）のカード読取機の方も、カード
表面用の書込ヘッド６２とカード裏面用の書込ヘッド６
４、カード表面用の読込みヘッド６３とカード裏面用の
読込みヘッド６５を設けて、センサ５０は省略してい
る。なお、本実施例のボックス図形コードカード１は従
来の図形コードではなく、ボックス図形コードを採用し
ている。

【００２８】つぎに動作について説明する。本実施の形
態では、従来の図形コードにおける、データ量の増加に
伴う図形データの縮小の段階で発生する印字、識別上の
問題点を改善した、ボックス図形コードを主情報書込み
用のコードとして採用し、主情報データも透明インキを
用いて書込むように改めている。

【００２９】ボックス図形コードとは、図２（ａ）に基
本図形を示すように、４つの辺直線を４セグメントとす
る大小面積の異なる四辺形（ボックスと呼ぶ）を同心状
に４個重ねて１基本コードとする図形コードであって、
図中一番外側のボックスは辺ａ，ｂ，ｃ，ｄで、二番目
のボックスは辺ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１で、三番目のボ
ックスは辺ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２で、四番目となる最
内側のボックスは辺ａ３，ｂ３，ｃ３，ｄ３の各セグメ
ント構成として、各セグメントをビットに対応させると
１つの四辺形（ボックス）で４ビット、４つの四辺形を
重ねた１基本コード図形では１６ビット表示が可能にな
る。（つまり、２¹⁶＝６５５３６通り以上の表示が可能
となる）。

【００３０】図２（ｂ）は一番外側のボックスを例に示
したものであるが、セグメント直線に切断部分：Ａが無
い場合を“１”、切断部分：Ａがある場合を“０”、と
いうようにビット表示するものと約束すれば、図２
（ｂ）に示すボックスは、直線ａ＝“１”、直線ｂ＝
“１”、直線ｃ＝“１”、直線ｄ＝“０”となる。従っ
て、図２（ｂ）の１ボックスで２進数コード“１１１
０”を表現できることになる。これらによる２進数、１
６進数表示によって数値データ、文字データ、記号デー
タ等を表示するコードである。なお、辺直線の切断位置
は左、右端、中央いずれでも構わない。

【００３１】図２（ｃ）は本実施の形態で用いるローテ
ーション・キー“Ｋ”の説明図であり、図２（ｃ）は頭
初データの基本コードの１番外側のボックスを示したも
ので、上から順に第１セグメントａ、第２セグメントｂ
のビット表示は、「ａ＝“０”、ｂ＝“１“」回転なし「ａ＝“１”、ｂ＝“０”」左２回転「ａ＝“０”、ｂ＝“０”」右３回転「ａ＝“１”、ｂ＝“１”」左３回転となる。例えば、この夫々のビット表示の組合わせに対
し、上のように右２回転〜左３回転までの回転度数が相
対するように決めておけば、カード毎に異なるローテー
ション・キーを“左２“、“右３“…というようにラン
ダムに決定するこができる。

【００３２】このようにして、そのカードのローテーシ
ョン・キー“Ｋ”がＮ０１基本コードから、例えば、右
２回と決定されたら、カード１にデータを書込む際に、
平文を構成する全図形基本コードを右２回転させること
によって、連続した図形コードが、何を表しているのか
全く分からないように暗号化すると共に、そのカードの
ローテーション・キーの数値を基にした分解キーによ
り、主情報データを基本コード単位でカードの表裏に分
解して書込む。つまり、ローテーション・キーが右２回
だったら、図３（ａ）に示すような主情報の平文データ
を、ＮＯ１基本コードはカード表に、次はキー数値の２
を基にした分解キーは２より、２個のＮＯ２コードとＮ
０３コードはカード裏面に、次のＮ０４コードはカード
表に、次のＮ０５コードとＮ０６コードはカード裏面と
いうように、データをバラバラに分解してカードの表と
裏へ、キー数値２が示すタイミングに従って交互に書込
み、回転処理と合わせて二重に暗号化する。

【００３３】このように、図３（ａ）に示すＮ０１コー
ド〜ＮＯ７コード…で構成する平文データを、分解キー
２で暗号化すれば、カードの表面には図３（ｂ）のよう
にＮ０１コード、Ｎ０４コード、Ｎ０７コード…が書込
まれ、カードの裏面には図３（ｃ）のようにＮ０２コー
ド、Ｎ０３コード、Ｎ０５コード、Ｎ０６コード…が書
込まれることになり、図３（ｂ）、（ｃ）のように暗号
化された暗号文から図３（ａ）の平文を窺い知ることは
完全に不可能となる。

【００３４】次に一連のカードの発行、使用の動作は、
図４（ａ）に示すカード発券機に紙幣を投入すると発券
機側は、制御部１０がビットマップ的に、図２（ｃ）に
示したようなＮ０１コードの第１、第２セグメントａ、
ｂのビット組合わせを検出して、当該カードのローテー
ション・キー“Ｋ”（例えば右２回転）を決定し、図形
コードを右２回転させる最初の暗号化を行う。図形コー
ドの回転処理は、図２（ｃ）の最上部に示すＮ０１コー
ドを例にとれば、ローテーション・キー“Ｋ”＝右２回
転となるから、図形コードを時計回りに２角回転させ、
セグメント位置をａ＝ｃ、ｂ＝ｄ、ｃ＝ａ、ｄ＝ｂの位
置まで回転させる。こうして、元の平文図形コードａ，
ｂ，ｃ，ｄのビット表示が“０１１１”であったもの
が、右２回転により暗号図形コードｃ，ｄ，ａ，ｂにな
ったことによってビット表示は“１１０１”、というよ
うに暗号化することができる。同時に制御部１０は回転
処理された基本コードを、例えば、図３（ｂ）、（ｃ）
のようにカード１の表裏にローテーション・キーの数値
に基づく分割比の分解キーで分解し、カード表裏の書込
ヘッド５１、５３を駆動して透明インキを用いて書込
む。書込みを終了したボックス図形コードカード１は、
読取りヘッド５２、５４を駆動し紫外線照射等によって
読取り書込み内容を追、確認後に客宛て送出される。

【００３５】こうして発行されたカード１を使用する場
合は、図４（ｂ）に示すカード読取機に挿入して料金入
力部６０より金額を入力すると、カード読取機側のＣＰ
Ｕ６１は紫外線照射等によって透明印刷を読取る読取り
ヘッド６３を介してＮ０１基本コードのビット表示の組
合わせを読出し、改めて発券機の場合と同じ手順を踏ん
でローテーション・キー“Ｋ”を決定する検出処理を行
う。続いて、読取りヘッド６３、６５によりカード表裏
の主情報図形コードを読出し、再度検出したキーコード
を用いて全図形コードをデコード（この場合“Ｋ”＝右
２回転だから、デコードは逆に左へ２回転）する。更
に、カード表裏に分解した分解暗号コードを分解キー２
を用いてデコードする。つまり、図３（ｂ）、（ｃ）の
ように分割した暗号図形コードを逆手順で組立て直し
て、図３（ａ）のような平文図形コードにデコードす
る。デコードしたボックス図形コードからカード１の残
金額を確認して商行為を実行し、残金を計算して再び図
形コードに発券時と同じ暗号処理を加えて、書込ヘッド
６２、６４により残金データとして透明インキを用いて
次行に書込み、ｎ回目の書換えを行ってカード１を客に
返還する。

【００３６】このように、本実施の形態では、図形コー
ドの暗号化に際し、頭初のＮ０１基本コードのビット組
合わせをキーとして回転角数を求め、その回転キーによ
り回転処理を行うと共に、更にキー数値に基づいて図形
コードをカード表裏に分解する、分解キーによる暗号化
を行うという三重キーにより図形コードを暗号化すると
同時に、各カード毎にローテーション・キーが異なるよ
うにして、仮にキーが解読されても他のカードへは影響
しないように構成し、データの印刷も全て透明インキに
よる書込みとしたので、カードセキュリティは格段に向
上する。

【００３７】なお、これまで主にプリペイドカードへの
適用について説明したが、クレジットカードやキャッシ
ュカード等の他の種類のカードにも適用可能であること
は言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ボックス図形コード・カードで、初期コードエリアに書
込む頭の基本コードのビット組合わせを基に、カードの
ローテーション・キーをカード毎に異なるようにランダ
ムに自動的に決定し、決定したローテーション・キーに
よって決まる分解比の分解キーにより図形コードを分解
してカード表裏に書込むように構成したので、従来の各
種磁気カードのように高度な偽造、変造技術に対し次々
と複雑な対応を迫られて、なかなかセキュリティの向上
が図れない今日の磁気カードシステムに比較すれば、本
図形コードカードのシステムは三重キー方式によって極
めて効果的に高度なカードセキュティを確立することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るボックス図形コー
ドカードを示す図である。

【図２】図１に示す図形コードのローテーション・キー
の説明図である。

【図３】図１に示す主情報データの書込タイミングの説
明図である。

【図４】図１に示すカードの発券機および読取機の概略
ブロック図である。

【図５】従来の２次元図形コードカードの平面図であ
る。

【図６】従来のカード発券機の概略ブロック図である。

【図７】従来のカード読取機の概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ボックス図形コードカード２主情報書込みエリア３ＩＤ情報書込みエリア４初期コードエリア５残金コードエリア１０制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４セグメントを有するボックス図形コー
ドにより表される所定の数字、文字等をカード書込手段
により書込んだ図形コードカードにおいて、初期コードエリアに書込むデータの頭初の基本コードの
第１セグメントおよび第２セグメントが表すビット表示
の組合わせによってカード毎にランダムに決定されるロ
ーテーション・キーと、該ローテーション・キーが表す
数値に基づき基本コード単位でカード表裏に書込まれる
主情報データを有することを特徴とするボックス図形コ
ードカード。