JPWO2006129357A1 - Ｉｄタグおよびリーダ／ライタ - Google Patents

Abstract

リーダ／ライタが輻輳コマンドを発行すると、ＩＤタグ４１の多ビット乱数発生器１０が乱数を生成する。演算器８は、その乱数を用いて擬似識別子αを生成してリーダ／ライタに返信する。リーダ／ライタは、擬似識別子の再演算を要求する再確認コマンドをＩＤタグ４１に送信すると、ＩＤタグ４１の演算器９が、擬似識別子αと固有ＩＤとを用いて擬似識別子βを新たに生成してリーダ／ライタに送信する。続いて、リーダ／ライタからリード／ライトなどのコマンドを受け取ると、リーダ／ライタは、たとえば、コマンド制御回路７に設けられたメモリなどに保持された擬似識別子βとリーダ／ライタに指定された擬似識別子βとを比較し、一致するとコマンドを受け付ける。ＩＤタグ４１がコマンドを受け付け、該ＩＤタグ４１から応答があるとＩＤタグ４１の認識が終了となる。

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）システムに関し、特に、ＩＤタグにおける追跡の防止に有効な技術に関する。

無線通信によりデータ交信することができる自動認識技術として、ＲＦＩＤが広まりつつある。このＲＦＩＤは、流通業界などでバーコードに代わる技術として注目されているが、それにとどまらずＩＴ化や自動化を目的とした今までにない幅広い用途が期待されている。

ＲＦＩＤは、たとえば、情報を記憶可能なＩＤタグ、該ＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタ、および該リーダ／ライタが読み出した情報の管理などを行うホストなどから構成されている。

個々のＩＤタグには、固有のＩＤ情報が割り付けられているので、物流などにおいては、商品にＩＤタグを取り付けて流通させることにより、個々の商品のトレーサビリティを効率よく行うことができる。

ところが、上記のようなＲＦＩＤにより自動認識技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

すなわち、ＲＦＩＤにおいては、非接触によってデータのリード／ライトが行われるために、人がＩＤタグを持った場合、本人の知らないうちに第三者に行動を追跡されてしまう恐れがある。

たとえば、ＩＤタグを持った人がＡ地点からＢ地点まで移動した場合、Ａ地点にあるリーダ／ライタとＢ地点にあるリーダ／ライタとがそれぞれ該ＩＤタグの固有のＩＤ情報を本人に気づかれることなく取得することが可能となる。

そして、Ａ地点、ならびにＢ地点でそれぞれ取得したＩＤ情報を連携させることによって該ＩＤ情報をもつ人がＡ地点からＢ地点に移動したことがわかることになり、プライバシの侵害などが生じてしまう恐れがある。

ＩＤタグの追跡を防止するには、固有のＩＤ情報を知られないようにすることが必要である。そのためには、固有のＩＤ情報をリーダ／ライタが取得する際に毎回異なるその場限りの情報に加工することが有効である。

固有のＩＤ情報を加工する技術としては、たとえば、プロセッサなどを用いてＩＤを加工するものや、ハッシュなどの暗号化技術を用いるものなどが考えられる。

しかし、プロセッサや暗号化技術を用いる場合には、プロセッサコアや暗号アルゴリズムなどが必要となるので論理規模が大きくなり、ＩＤタグが大型化してしまうとともにコストが高くなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、簡単な回路構成で、かつ低コストにより、ＩＤタグにおける固有のＩＤ情報の特定を回避することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明は、リーダ／ライタからの受けた電波を電力に変換し、情報を該リーダ／ライタに返信するＩＤタグであって、第１、および第２の擬似識別子を演算する演算部を備え、該演算部は、リーダ／ライタがＩＤタグを認識する際に用いられる第１、および第２の認識コマンドが発行された際に第１、および第２の擬似識別子をそれぞれ生成して出力するものである。

また、本発明は、前記演算部が、リーダ／ライタから発行された第１の認識コマンドに基づいて、第１の擬似識別子を生成する第１の擬似識別子演算部と、リーダ／ライタから発行された第２の認識コマンドに基づいて、第２の擬似識別子を生成する第２の擬似識別子演算部とよりなるものである。

さらに、本発明は、前記第１の擬似識別子演算部が、多ビットの乱数を発生する多ビット乱数発生器と、第１の認識コマンドに基づいて、該多ビット乱数発生器が生成した多ビット乱数とＩＤタグに割り付けられた固有ＩＤの演算を行い、第１の擬似識別子を生成する第１の演算器とを備え、第２の擬似識別子演算部は、第２の認識コマンドに基づいて、固有ＩＤと多ビット乱数発生器が生成した多ビット乱数との演算を行い、第２の擬似識別子を生成する第２の演算器を備えるものである。

また、本発明は、前記演算部に入力される第１の認識コマンドが、ＩＤタグの固有ＩＤを検出する固有ＩＤ質問コマンドよりなり、演算部に入力される第２の認識コマンドが、再確認コマンド、または再送コマンドよりなるものである。

また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。

本発明は、ＩＤタグに電波を送って該ＩＤタグとの通信を行い、ＩＤタグに情報への書き込み／読み出しを行うリーダ／ライタであって、該リーダ／ライタは、ＩＤタグを認識する際に第１、および第２の認識コマンドをＩＤタグに対してそれぞれ発行し、第１の認識コマンドは、ＩＤタグの固有ＩＤを検出する固有ＩＤ質問コマンドであり、演算部に入力される第２の認識コマンドは、再確認コマンド、または再送コマンドであり、ＩＤタグは、第１、および第２の認識コマンドを受けて、第１、および第２の擬似識別子をそれぞれ生成するものである。

また、本発明は、前記リーダ／ライタが、ＩＤタグが生成した擬似識別子を用いて該ＩＤタグへの情報の読み出し／書き込みを行うものである。

さらに、本発明は、前記リーダ／ライタが発行するコマンドが、ＩＤタグが生成した擬似識別子を含んでいるものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）リーダ／ライタがＩＤタグを識別する毎に、異なる値の擬似識別子によって交信を行うので、ＩＤタグの追跡を確実に回避することが可能となる。

（２）上記（１）により、ＩＤタグの追跡によるプライバシの侵害などを防止することができる。

本発明の一実施の形態による半導体ＲＦＩＤシステムのブロック図である。 図１のＲＦＩＤシステムに設けられたＩＤタグの構成を示すブロック図である。 図１のＲＦＩＤシステムにおける動作の一例を示したフローチャートである。 図２のＩＤタグが生成する擬似識別子αの演算の一例を示した説明図である。 図２のＩＤタグが生成する擬似識別子βの演算の一例を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態による半導体ＲＦＩＤシステムのブロック図、図２は、図１のＲＦＩＤシステムに設けられたＩＤタグの構成を示すブロック図、図３は、図１のＲＦＩＤシステムにおける動作の一例を示したフローチャート、図４は、図２のＩＤタグが生成する擬似識別子αの演算の一例を示した説明図、図５は、図２のＩＤタグが生成する擬似識別子βの演算の一例を示した説明図である。

本実施の形態において、ＲＦＩＤシステム１は、図１に示すように、ホスト端末２、リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ 、およびＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ などから構成されている。ホスト端末２とリーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ とは、ネットワークＮｔを介して相互に接続されている。

ホスト端末２は、リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ が書き込み／読み出しする情報の管理を行う。リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ は、ＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ に格納されている情報の読み出し、および情報の書き込みを行う。

ＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ は、リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ からの電波を受け、これを電力に変換して動作を行い、該リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ の制御に基づいて情報の格納、または出力を行う。

ＩＤタグ４_１ （〜４_Ｍ ）は、図２に示すように、制御部５、およびメモリ６から構成されている。制御部５は、コマンド制御回路（演算部）７、演算器８，９、多ビット乱数発生器（演算部、第１の識別演算部）１０、輻輳制御用１ビット乱数発生器１１、ならびに輻輳カウンタ１２から構成されている。

制御部５は、ＩＤタグ４_１ （〜４_Ｍ ）の制御を司る。メモリ６は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリからなり、制御部５の制御に基づいて情報の読み出し／書き込みを行う。このメモリには、ＩＤタグ４_１ （〜４_Ｍ ）に固有に割り付けられた固有ＩＤ６ａが格納されている。

コマンド制御回路７は、リーダ／ライタ３_１ 〜３_Ｎ から出力されたコマンドに基づいてＩＤタグ４_１ （〜４_Ｍ ）の制御を司る。演算器（演算部、第１の識別演算部、第１の演算器）８は、多ビット乱数発生器１０が生成した乱数から固有ＩＤ６ａの代わりとなる擬似識別子αを演算して生成する。

演算器（演算部、第２の識別演算部、第２の演算器）９は、演算器８が生成した擬似識別子αとＩＤタグ４_１ （〜４_Ｍ ）に割り付けられた固有ＩＤ６ａとから演算を行い、擬似識別子βを生成する。

多ビット乱数発生器１０は、多ビットの乱数を生成して演算器７に出力する。ここで、多ビット乱数発生器１０は、必ずしも乱数である必要はなく、たとえば、複数のＩＤタグで値が異なり、かつ毎回値が変化する値を生成するものであれば代用が可能である。

輻輳制御用１ビット乱数発生器１１は、輻輳制御用の乱数’０’または’１’を発生する。この輻輳制御用１ビット乱数発生器１１は、１つのリーダ／ライタに対して複数のＩＤタグが応答した際に、該リーダ／ライタが個々のＩＤタグを識別することができないことを通知する識別不能コマンドを発行したことを受けて輻輳制御用の乱数を生成する。

たとえば、輻輳制御用１ビット乱数発生器１１が生成した輻輳制御用の乱数が’０’の場合には、擬似し、擬似識別子α、または擬似識別子βのいずれかをリーダ／ライタに再送し、輻輳制御用の乱数が’１’の場合には、無応答とする。

輻輳カウンタ１２は、輻輳制御用１ビット乱数発生器１１が輻輳制御用の乱数’１’を生成した際、すなわちＩＤタグが無応答の際にカウントを＋１する。

次に、本実施の形態によるＲＦＩＤシステム１の作用について説明する。

図３は、ＲＦＩＤシステム１における動作の一例を示したフローチャートである。この図３では、１つのリーダ／ライタ３_１ に対して３つのＩＤタグ４_１ 〜４_３ が通信する輻輳制御例について示している。

まず、リーダ／ライタ３_１ は、ＩＤタグ４_１ 〜４_３ に対して輻輳コマンド（第１の認識コマンド、固有ＩＤ質問コマンド）を発行する（ステップＳ１０１）。輻輳コマンドを受信すると、ＩＤタグ４_１ 〜４_３ にける多ビット乱数発生器１０が多ビットの乱数をそれぞれ生成し、その乱数を用いて演算器８が演算を行い、固有ＩＤ６ａの代わりに擬似識別子αをそれぞれ生成する（ステップＳ１０２）。

ここで、ステップＳ１０２の処理において、ＩＤタグ４_１ からは、擬似識別子αとして、たとえば、’５５５５’を生成し、ＩＤタグ４_２ ，４_３ からは、擬似識別子αとして、’５５５５’、および’６６６６’をそれぞれ生成したものとする。続いて、各々のＩＤタグ４_１ 〜４_３ が生成した擬似識別子αをリーダ／ライタ３_１ に対して返信する（ステップＳ１０３）。

これらＩＤタグ４_１ 〜４_３ から擬似識別子αが返信されるので、リーダ／ライタ４_１ は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）エラー（ＣＲＣ演算器は、タグＩＤ内に設けられているものとする）を検出して輻輳が発生していることを認識する（ステップＳ１０４）。

輻輳を認識すると、リーダ／ライタ３_１ は、擬似識別子αを１つに絞り込むためにＩＤタグ４_１ 〜４_３ に対して識別不能コマンドを発行する（ステップＳ１０５）。識別不能コマンドを受けて、ＩＤタグ４_１〜４_３の輻輳制御用１ビット乱数発生器１１は、輻輳制御用の１ビット乱数をそれぞれ生成する（ステップＳ１０６）。

このステップＳ１０５の処理において、ＩＤタグ４_１ ，４_２ は、乱数’０’をそれぞれ生成し、ＩＤタグ４_３ は、乱数’１’を生成したものとする。このとき、乱数’１’を生成したＩＤタグ４_３ は、輻輳カウンタ１２によってカウントがカウントアップ（＋１）される。

乱数’０’をそれぞれ生成したＩＤタグ４_１ ，４_２ は、再びステップＳ１０２の処理において生成した擬似識別子α’５５５５’をリーダ／ライタ３_１ に返信する（ステップＳ１０７）。乱数’１’を生成したＩＤタグ４_３ は無応答となる。

リーダ／ライタ３_１ は、返信された擬似識別子αにＣＲＣエラーが検出されないので、擬似識別子αを認識する（ステップＳ１０８）。

ここで、擬似識別子αは、ＩＤタグ４_１ 〜４_３ における多ビット乱数発生器１０がそれぞれ生成しているので、ステップＳ１０２の処理のように偶然多ビットの乱数が一致する可能性がある。

よって、リーダ／ライタ３_１ は、固有ＩＤ６ａの代わりに認識される擬似識別子αが複数のＩＤタグからの応答である可能性を考慮して擬似識別子の再演算を要求する再確認コマンド（第２の識別コマンド）をＩＤタグ４_１ 〜４_３ に対して送信する（ステップＳ１０９）。再確認コマンドは、論理を小さくするために、ＲＦＩＤにおいて一般に使用されている再送コマンド（第２の識別コマンド）で代用してもよい。

乱数’０’となっているＩＤタグ４_１ ，４_２ は、再確認コマンドを受けて、再演算を行い、擬似識別子βを新たに生成する（ステップＳ１１０）。この擬似識別子βは、擬似識別子αと固有ＩＤ６ａとを用いて複数のＩＤタグで同じ値にならないように演算器９が特定の演算を行った値である。この場合、ＩＤタグ４_１ は、擬似識別子βとして’８８８８’を生成し、ＩＤタグ４_２ は、擬似識別子βとして’９９９９’を生成するものとする。

ここで、擬似識別子α，βについて説明する。

図４は、演算器８が生成する擬似識別子αの演算の一例を示した説明図であり、図５は、演算器９が生成する擬似識別子βの演算の一例を示した説明図である。

固有ＩＤ６ａは、図４の左上方に示すように、ＩＤタグの規格の識別コードや製造社コードなど（ＩＳＯ１８０００−４の規格に従うものを含む）からなるタグ特性情報６ａ_１ と固有のＩＤ情報６ａ_２ とから構成されている。

そして、擬似識別子αは、図４の下方に示すように、情報部α１と、該情報部α１に続く識別子α２とから構成されている。情報部α１は、固有ＩＤ６ａのタグ特性情報６ａ_１ からなり、識別子α２は、多ビット乱数発生器１０が生成した多ビット乱数からなる。

また、擬似識別子βは、図５に示すように、情報部β１と、該情報部βに続く識別子β２とから構成されている。情報部β１は、固有ＩＤ６ａのタグ特性情報６ａ_１ からなる。識別子β２は、固有ＩＤ６ａのＩＤ情報部６ａ_２ と擬似識別子αの識別子α２とを演算したものからなる。

そして、図３のＳ１１０の処理に続いて、ＩＤタグ４_１ ，４_２ がそれぞれ生成した擬似識別子βをリーダ／ライタ３_１ に返信すると（ステップＳ１１１）、該リーダ／ライタ３
_１ は、ＣＲＣエラーを検出して輻輳が発生していることを認識する（ステップＳ１１２）。

輻輳を認識すると、リーダ／ライタ３_１ は、ＩＤタグ４_１ 〜４_３ に対して識別不能コマンドを発行する（ステップＳ１１３）。これを受けて、ＩＤタグ４_１ ，４_２ の輻輳制御用１ビット乱数発生器１１は、輻輳制御用の１ビット乱数をそれぞれ生成する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１４の処理において、ＩＤタグ４_１ は、乱数’０’を生成し、ＩＤタグ４_２ は、乱数’１’を生成したものとする。このとき、乱数’１’を生成したＩＤタグ４_２ 、および無応答のＩＤタグ４_３ は、輻輳カウンタ１２によってカウントがそれぞれカウントアップ（＋１）される。

乱数’０’を生成したＩＤタグ４_１ は、再び擬似識別子β’８８８８’をリーダ／ライタ４_１ に返信する（ステップＳ１１５）。また、乱数’１’を生成したＩＤタグ４_２ は、無応答となる。

このステップＳ１１５の処理によって、リーダ／ライタ３_１ は、ＩＤタグ４_１ を認識する（ステップＳ１１６）。リーダ／ライタ３_１ は、ＩＤタグ４_１ を認識したことを知らせるために該ＩＤタグ４_１ にアクセスを行う（ステップＳ１１７）。この際、リーダ／ライタ３_１ は、固有ＩＤ６ａの代わりとなる擬似識別子βを指定する。

ＩＤタグ４_１ は、リーダ／ライタ３_１ からリード、あるいはライトなどのコマンドを受け取ると、たとえば、コマンド制御回路７に設けられたメモリなどに保持された擬似識別子βとリーダ／ライタ３_１ に指定された擬似識別子βとを比較し、一致するとコマンドを受け付ける。

ＩＤタグ４_１ がコマンドを受け付け、該ＩＤタグ４_１ から応答があると（ステップＳ１１８）ＩＤタグ４_１ の認識が終了となる（ステップＳ１１９）。続いて、リーダ／ライタ３_１ は、識別成功コマンドを発行する（ステップＳ１２０）。

その後、ＩＤタグ４_１ 〜４_３ の輻輳カウンタ１２は、カウントダウン（−１）を行う（ステップＳ１２１）。よって、ＩＤタグ４_２ のカウンタは’０’となり、ＩＤタグ４_３ のカウンタは’１’となる。

続いて、ステップＳ１２１の処理によって輻輳カウンタ１２のカウンタ値が’０’となったＩＤタグ４_２ が、リーダ／ライタ３_１ に擬似識別子βを返信する（ステップＳ１２２）。

以後、ステップＳ１０８〜Ｓ１２１と同様の処理を繰り返して他のＩＤタグ４_２ ，４_３ をそれぞれ認識する。また、識別されたＩＤタグ４_１ 〜４_３ の擬似識別子βは、タグの電源が切れると無効になる。

以上により、リーダ／ライタ３_１ が取得する擬似識別子βを、該リーダ／ライタがＩＤタグ４_１ 〜４_３ を認識する毎に異なる値にすることができる。

それにより、本実施の形態によれば、ＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ の追跡を確実に回避することが可能となるので、該ＩＤタグの追跡によるプライバシの侵害などを防止することができる。

また、暗号アルゴリズムエンジンなどの複雑な回路が不要となるので、ＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ の回路構成を簡単化することができ、該ＩＤタグ４_１ 〜４_Ｍ の小型化、ならびに低コスト化を実現することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、ＲＦＩＤシステムにおけるＩＤタグの追跡防止技術に適している。

Claims (8)

1. リーダ／ライタからの受けた電波を電力に変換し、情報を前記リーダ／ライタに返信するＩＤタグであって、
   第１、および第２の擬似識別子を演算する演算部を備え、
   前記演算部は、
   前記リーダ／ライタが前記ＩＤタグを認識する際に用いられる第１、および第２の認識コマンドが発行された際に前記第１、および第２の擬似識別子をそれぞれ生成して出力することを特徴とするＩＤタグ。
2. 請求項１記載のＩＤタグにおいて、
   前記演算部は、
   前記リーダ／ライタから発行された第１の認識コマンドに基づいて、前記第１の擬似識別子を生成する第１の擬似識別子演算部と、
   前記リーダ／ライタから発行された第２の認識コマンドに基づいて、前記第２の擬似識別子を生成する第２の擬似識別子演算部とよりなることを特徴とするＩＤタグ。
3. 請求項２記載のＩＤタグにおいて、
   前記第１の擬似識別子演算部は、
   多ビットの乱数を発生する多ビット乱数発生器と、
   前記第１の認識コマンドに基づいて、前記多ビット乱数発生器が生成した多ビット乱数と前記ＩＤタグに割り付けられた固有ＩＤの演算を行い、前記第１の擬似識別子を生成する第１の演算器とを備え、
   前記第２の擬似識別子演算部は、
   前記第２の認識コマンドに基づいて、前記固有ＩＤと前記多ビット乱数発生器が生成した多ビット乱数との演算を行い、前記第２の擬似識別子を生成する第２の演算器を備えることを特徴とするＩＤタグ。
4. 請求項１記載のＩＤタグにおいて、
   前記演算部に入力される第１の認識コマンドは、
   前記ＩＤタグの固有ＩＤを検出する固有ＩＤ質問コマンドであり、
   前記演算部に入力される第２の認識コマンドは、
   再確認コマンド、または再送コマンドであることを特徴とするＩＤタグ。
5. ＩＤタグに電波を送って前記ＩＤタグとの通信を行い、前記ＩＤタグに情報への書き込み／読み出しを行うリーダ／ライタであって、
   前記リーダ／ライタは、
   前記ＩＤタグを認識する際に第１、および第２の認識コマンドを前記ＩＤタグに対してそれぞれ発行し、
   前記第１の認識コマンドは、
   前記ＩＤタグの固有ＩＤを検出する固有ＩＤ質問コマンドであり、
   前記演算部に入力される第２の認識コマンドは、
   再確認コマンド、または再送コマンドであり、
   前記ＩＤタグは、
   前記第１、および第２の認識コマンドを受けて、前記第１、および第２の擬似識別子をそれぞれ生成することを特徴とするリーダ／ライタ。
6. 請求項５記載のリーダ／ライタにおいて、
   前記リーダ／ライタは、
   前記ＩＤタグが生成した擬似識別子を用いて前記ＩＤタグへの情報の読み出し／書き込みを行うことを特徴とするリーダ／ライタ。
7. 請求項５記載のリーダ／ライタにおいて、
   前記リーダ／ライタが発行するコマンドは、
   前記ＩＤタグが生成した擬似識別子を含んでいることを特徴とするリーダ／ライタ。
8. 請求項１記載のＩＤタグにおいて、
   前記ＩＤタグは、
   前記擬似識別子と一致するコードを含むコマンドを受付け可能なことを特徴とするＩＤタグ。