JPH10505933A - 少なくとも１個の書込み／読取り局と複数のデータキャリヤとの間のデータ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１個の書込み／読取り局と幾つかのデータキャリヤとの間でのデータ伝送システムでは、エネルギー及びクロックを誘導結合により書込み／読取り局からデータキャリヤへと伝送する。データは反対方向か、双方向にて伝送される。データキャリヤは、好ましくは書込み／読取り局からのコマンドに従ってメモリ（３）に乱数を格納させることのできる乱数発生器（６）を具えている。この乱数をデータキャリヤにより伝送すべきコードの一部とする場合に、所謂“ローリングコード”アクセス制御システム、即ちコードを規則的に変えるアクセス制御システムを容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも１個の書込み／読取り局と複数のデータキャリヤとの間の データ伝送システム 本発明は少なくとも１個の書込み／読取り局と、複数のデータキャリヤとの間 にてデータを伝送するシステムであって、書込み／読取り局とデータキャリヤと の間の誘導結合を用いて、エネルギー及びクロック信号をデータキャリヤへ伝送 したり、データキャリヤからのデータを書込み／読取り局へ伝送したりするデー タ伝送システムに関するものである。 データキャリヤは書込み／読取り局の近くの場所でデータを書き込んだり又は 読み取ったりするのに用いられるインテリジェント移動データ記憶装置としての 働きをする。斯種のシステムは、アクセス制御や、産業及び商業上の物体識別や 、動物の識別や、インモービリゼーションや、乗車切符の自動モニタ等の如き広 範囲にわたる様々な用途に対して、広範囲の様々な伝送範囲、データ伝送速度、 集積度、記憶容量、データキャリヤの知能レベル等で用いられる。 前述した種類のデータ伝送システムはオーストリア国特許第３９５，２２４号 から既知である。この既知のデータ伝送システムにおける書込み／読取り局はＲ Ｆ信号を伝送する。動作電圧はＲＦ信号を整流することによりデータキャリヤに て発生される。さらに、クロックパルスも、例えば周波数分割によりＲＦ信号か ら取り出される。データキャリヤから読取り／書込み局へデータを伝送するのに は負荷変調が用いられ：データキャリヤではアンテナコイル又はその一部を短絡 させるか、又は抵抗により負荷をかけて、例えば“１”を伝送するようにしたり 、無負荷のままで“０”を伝送するようにする。こうした負荷は書込み／読取り 局にて認識し、且つ評価することができる。 固定コードのデータキャリヤは製造し易く、従って製造コストが極めて低いた めに、今ではごく一般に様々な用途に広く用いられている。固定コードのデータ キャリヤの場合には、データを書込み／読取り局からデータキャリヤへ伝送しな い。製造工程中に固定コードワード（通常３２〜２５６ビット長を有する）は、 それを（例えばレーザプログラミング技法により）操作できないような方法で記 憶される。 書込み可能／読取り可能データキャリヤの場合に、データを書込み／読取り局 からデータキャリヤへも伝送するために、パルススペース変調を用いることがで き、この場合にはＲＦ信号を所定の間隔で短期間遮断し、この遮断部間の経過時 間を用いて、“０”が伝送されるのか、“１”が伝送されるのかを決定する。こ の時間はクロックパルスを計数することによりデータキャリヤにて簡単に測定す ることができる。２つの遮断部間にて所定値を越えるクロックパルスが計数され る場合には、“１”が伝送されたことになり、そうでない場合には、“０”が伝 送されたことになるか、又はその逆のことが云える。伝送されたデータは、例え ばＥＥＰＲＯＭに記憶される。 所定の用途（機密保護技法、アクセスの権限付与）によっては、許可されてい ない人物（“侵入者”）が或る場所でモデルによってデータキャリヤをシミュレ ートすべきではなく、さもないとシステムのオペレータが重大な被害を受けるこ とになるからである。 斯種の従来のシステムでは、データキャリヤに格納されるデータを明確に文章 として伝送するのではなく、侵入者がデータを解釈したり、又はシミュレートす ることができないように特殊な暗号化装置によって操作する。書込み／読取り局 はデータキャリヤにキーワードを伝送し、これに基づいてデータキャリヤでは暗 号化が行われ、書込み／読取り局では解読が行われる。 このような暗号化装置は、達成する保護規格に応じて、データキャリヤ側にて 比較的大量のハードウェアを用いなくては実現できないと云う欠点がある。さら に、既知の暗号化方法はデータを双方向に伝送する必要がある。このことは、用 途によっては（キーワードを除く）データをデータキャリヤに伝送する必要がな くても、データキャリヤに復調器を設けなければならないとう云うことを意味す る。こうしたこと及び暗号化回路によってデータキャリヤが比較的複雑となり、 従って製造コストが高くなる。 一方、データを書込み／読取り局からデータキャリヤにも伝送する用途にてデ ータの暗号化及び解読も行なう場合には侵入者が読取り／書込み局の強力なＲＦ 搬送波だけを受信し得る限り、暗号化方法を知っている侵入者は伝送データを特 定することができると云う欠点がある。 本発明の目的は、容易に作製し得る付加的装置による操作及びスパイ活動に対 する保護の点でデータ伝送システムを改善することにある。簡単な固定コードの データキャリヤ又は書込み可能／読取り可能データキャリヤと比較して、かなり 高いレベルの保護を達成すべきものであり、この目的に複雑な暗号化機能を必要 としないため、データキャリヤを安価に製造し得ると云う利点があり；データを 書込み／読取り局からデータキャリヤへ暗号化形態で伝送する用途の場合に、た とえ暗号化方法が判っていて、書込み／読取り局からのＲＦ信号だけを受信でき る場合でも、データの解読は不可能にすべきである。 本発明によれば、これらの目的は前述した種類のデータ伝送システムにおいて 、前記データキャリヤに乱数発生器並びに発生させた乱数を格納するためのメモ リを設けることにより達成される。 従って、メモリ（又は他の目的にも用いられるメモリの一部）に外部的に予測 することができない方法で書込みを行なうことができる。データキャリヤそのも のにて発生される乱数は様々な目的に用いることができる。しかし、乱数を書込 み／読取り局からデータキャリヤへと伝送しなくて済むようにするのが常に有利 であり、データキャリヤから書込み／読取りヘッドへのデータ伝送は、受動的な データキャリヤ（このデータキャリヤにより伝送されるデータの傍受は、形状寸 法に応じて、数センチメートルからせいぜい１メートルまでの範囲内でしかでき ない）の場合には極めて低いエネルギーレベルにて行われる。しかし、書込み／ 読取り局からデータキャリヤへのデータの伝送は比較的高いエネルギーレベルに て行われる。（送信アンテナの寸法はデータキャリヤのアンテナの寸法よりも２ 〜３倍大きくすることがよくあり、さらに送信電力も１０〜１００倍大きく、こ れは書込み／読取り局はデータキャリヤへのエネルギーの転送と同じエネルギー レベルでデータを伝送するからである。）従って、乱数を内密に傍受することは できない。 本発明の好適例では、前記データキャリヤのコードが前記メモリに格納させた 乱数を含むか、又は該乱数により構成されるようにする。このようにすることに より、可変コードを有するデータキャリヤが得られる。この場合には、新規のコ ードを書込み／読取り局からデータキャリヤへと決して伝送しなくて済むので特 に有利である。さもないと、コードをごく限られた時間しか有効としないと云う 利点が、新規コードを極めて大きな範囲内にて傍受できて、コードを、これらコ ードが固定されている場合よりもずっと簡単に特定することができると云う重大 な欠点により相殺されることになる。 前記データキャリヤのコードを変えるために、前記データキャリヤが最初は旧 のコードを、次に新規のコードを前記書込み／読取り局へ伝送し、旧コードの妥 当性を書込み／読取り局にてテストし、そのテスト結果が肯定的である場合にの み前記新規のコードを有効コードとして書込み／読取り局に格納させるようにす るのが有利である。このようにすれば、例えばアクセス制御システムにて、侵入 者はコード変更があった場合に勝手なコードによりアクセスできなくなる。 しかし、他の用途では、コードを変える場合に、メモリに乱数だけを記憶させ 、この乱数を最初の時間にだけ或る異なる場所に伝送するようにするのが有利で ある。これは大きなスポーツ行事、例えば春のウィーンマラソンのような場合に 有利である。データキャリヤを身につけている走者がスタートラインを通過する 際に、その走者は書込み／読取り局を通過して、旧のコードを伝送する。次にこ のコードは変更されるが、まだ伝送されない。折返し点で新規コードは他の書込 み／読取り局へと伝送される。行事の終了後には、走者のデータキャリヤが斯か るコードを実際に伝送したかどうかチェックされる。このようにすることにより 、走者の共犯者がスタート時にコードを傍受して特定して、それを折返し点にお ける書込み／読取り局へ伝送し、走者があまりに速く戻ってくるようにすること は不可能である。この場合、乱数だけをコードとして用いるのではなく、むしろ 固定コードと乱数との組合わせを用いて、コードと走者とを常に明確にリンクさ せるのが好適である。 乱数の他の用途として、書込み／読取り局からデータキャリヤへのデータの暗 号化伝送のために、該書込み／読取り局が暗号化回路を含み、且つデータキャリ ヤが解読回路を含み、前記データキャリヤにおける乱数発生器により発生される と共に書込み／読取り局へ伝送される乱数によってキーワードを形成するように することができる。このようにすれば、暗号化方法が正確にわかっていても、書 込み／読取り局のＲＦ信号を単に傍受するだけで解読することは不可能であり、 このためにはデータキャリヤからの信号も受信しなければならず、それはごく近 くでしか受信できない。 以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。 単独の図面は本発明によるデータキャリヤの回路図を示す。これは書込み／読 取り局によって伝送されるＲＦ信号を受信するアンテナコイルＬ_Aを具えている 。ＲＦ信号は整流器（図示せず）によって整流され；これにて得られる直流電圧 は適当に処理（平滑化、電圧制限）した後に動作電圧として作用する。データキ ャリヤには、メモリ３例えばＥＥＰＲＯＭと共働する通常の制御回路２も設けら れている。制御ユニット２は変調器５を経てデータを伝送し、且つ復調器４を経 てデータを受信することができる。クロック発生器１は受信したＲＦ信号から周 波数分割によりクロック信号を取り出す。 データキャリヤは、それが書込み／読取り局のＲＦフィールドに入る時か、或 いはそれが書込み／読取り局から適当な命令を受け取る場合にだけメモリに格納 されているデータキャリヤのコードを伝送する。 データキャリヤはこれら既知の構成部品以外に乱数発生器６を具えている。こ の乱数発生器は制御ユニット２の制御下で乱数を発生し、この乱数をメモリ３に 格納させる。乱数発生器は、例えば自走発振器によってクロックされる線形にレ トロ結合させたシフトレジスタとして極めて簡単に作製することができる。この 場合、シフトレジスタの様々なビットは、ことによるとインバータを介して排他 的ＯＲ回路により組合わされ、その結果がシフトレジスタの入力端子に供給され る。従って、各クロックパルスに対して新規ではあるも、予測可能なビット組合 わせ（所謂疑似乱数）がシフトレジスタにて形成される。しかし、シフトレジス タに（動作電圧が存在する期間中）非同期クロックパルスが絶えず供給される場 合には、最早シフトレジスタの内容を外部から予知することはできない。 制御ユニット２からの命令に応答して、乱数発生器６により発生されて、メモ リ３に格納される乱数はデータキャリヤによって伝送すべきコードの一部を形成 する。 乱データを発生させる瞬時は、例えば書込み／読取り局からの特殊なコマンド によって予め定めることができる。しかし、乱数は、例えばコードの各問い合わ せ、又はｘ番めの問い合わせのたびに応答して、制御論理回路により“配線”態 様で自動的に発生させることもできる。或る所定の用途にて、データをデータキ ャリヤに伝送すべきでない場合には、前記後者の場合に復調器４を省くことがで きる。乱数の発生を書込み／読取り局によりトリガさせるも、データをデータキ ャリヤに伝送すべきでない場合には、復調器４の構成を極めて簡単なものとする ことができる。例えば、書込み／読取り局は乱数の発生をトリガするようにＲＦ 信号を短期間遮断することができ；この場合、復調器４は単に休止認識回路とす ることができる。 従って、いずれの場合にも追加の回路はごく少なくて済む。しかし、本発明に よるデータキャリヤは、所謂ローリングコードアクセス制御システムに用いるこ ともできる。この場合には、各データキャリヤのコードが周期的な間隔で更新さ れるため、或る所定のアクセス許可コードワードの知識を侵入者は（固定コード 方式とは反対に）ごく限られた時間しか使用できないことからして変造に対する 保護が強化される。 上述したデータキャリヤを用いるプロシージャは次の通りである。 データキャリヤは書込み／読取り局のＲＦフィールドに入ると、これまで有効 なコードワードを伝送し；その後乱数発生器が新規のコードワードを発生し、こ れはデータキャリヤに格納されると共に書込み／読取り局に伝送される。 次に書込み／読取り局は最初に伝送されたコードワードの妥当性をチェックし 、且つそれが肯定的なものである（データキャリヤがアクセス権限を有する）場 合に、データキャリヤによって伝送された第２コードワードを有効なコードワー ドであるとして格納する。 このようにすれば、書込み／読取り局は、必ずしも斯様なプロシージャを開始 するように命令を伝送しなくて済む。このことは、書込み／読取り局及びデータ キャリヤに対する回路が極めて簡単となると云うこと以外に、機密保護の観点か らして、新規のコードはもっぱらデータキャリヤにより伝送されるのであって、 決して書込み／読取り局の高伝送電力で伝送されるのではなく；従ってコードの 傍受は固定コードのデータキャリヤの場合と正に同じように困難であり、即ちデ ータキャリヤのすぐ近くでしか傍受できないと云う重要な利点を有している。 これに対し、通常の書込み可能／読取り可能のデータキャリヤのシステムにて 実現する場合、上記方法によって極めて長距離にわたってコードを傍受すること ができる。その理由は、新規のコードワードは書込み／読取り局にて発生させて から、この書込み／読取り局から、容易に侵略し得る通信路を経てデータキャリ ヤへと伝送しなければならないからである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１個の書込み／読取り局と、複数のデータキャリヤとの間にてデ ータを伝送するシステムであって、書込み／読取り局とデータキャリヤとの間の 誘導結合を用いて、エネルギー及びクロック信号をデータキャリヤへ伝送したり 、データキャリヤからのデータを書込み／読取り局へ伝送したりするデータ伝送 システムにおいて、前記データキャリヤに乱数発生器（６）並びに発生させた乱 数を格納するためのメモリ（３）を設けたことを特徴とするデータ伝送システム 。 ２．前記データキャリヤのコードが前記メモリ（３）に格納させた乱数を含むか 、又は該乱数により構成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデ ータ伝送システム。 ３．前記データキャリヤのコードを変えるために、前記データキャリヤが最初は 旧のコードを、次に新規のコードを前記書込み／読取り局へ伝送し、旧コードの 妥当性を書込み／読取り局にてテストし、そのテスト結果が肯定的である場合に のみ前記新規のコードを有効コードとして書込み／読取り局に格納することを特 徴とする請求項２に記載のデータ伝送システム。 ４．コードを変える場合に、乱数だけをメモリ（３）に格納させ、且つ該乱数が 最初の時間にのみ他の場所に伝送されるようにしたことを特徴とする請求項２に 記載のデータ伝送システム。 ５．書込み／読取り局からデータキャリヤへのデータの暗号化伝送のために、該 書込み／読取り局が暗号化回路を含み、且つデータキャリヤが解読回路を含み、 前記データキャリヤにおける乱数発生器（６）により発生されると共に書込み／ 読取り局へ伝送される乱数によってキーワードを形成することを特徴とする請求 項１に記載のデータ伝送システム。 ６．乱数発生器（６）及び発生させた乱数を格納するためのメモリ（３）を具え ている請求項１〜５のいずれか一項に記載のデータ伝送システム用のデータキャ リヤ。