WO2005066802A1 - データ通信装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法 - Google Patents

データ通信装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法 Download PDF

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WO2005066802A1
WO2005066802A1 PCT/JP2004/019119 JP2004019119W WO2005066802A1 WO 2005066802 A1 WO2005066802 A1 WO 2005066802A1 JP 2004019119 W JP2004019119 W JP 2004019119W WO 2005066802 A1 WO2005066802 A1 WO 2005066802A1
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card
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PCT/JP2004/019119
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Taro Kurita
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Sony Corporation
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Publication date
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    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/10—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means together with a coded signal, e.g. in the form of personal identification information, like personal identification number [PIN] or biometric data
    • G07F7/1008—Active credit-cards provided with means to personalise their use, e.g. with PIN-introduction/comparison system
    • G—PHYSICS
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    • G06Q20/357—Cards having a plurality of specified features
    • G06Q20/3576—Multiple memory zones on card

Definitions

  • the present invention relates to a data communication device having a relatively large-capacity memory area and a memory management method of the data communication apparatus, and in particular, stores electronic value information in a memory area to perform electronic payment.
  • the present invention relates to a data communication device for exchanging secure information, and a memory management method for the data communication device.
  • the present invention allocates a file system for each service provider on a single memory area, shares a single data communication device with a plurality of providers, and
  • the present invention relates to a data communication device that provides a plurality of services by a data communication device and a memory management method of the data communication device.
  • a session with an external device is managed for each file system, and independent for each file system.
  • the present invention also relates to a data communication device for analyzing, managing, and operating security threats, and a memory management method for the data communication device.
  • a contactless IC card can be cited.
  • This kind of wireless communication is generally realized based on the principle of electromagnetic induction.
  • it is composed of an IC card having a memory function, a card reader / reader that accesses the IC card memory for reading and writing, and a loop coil on the IC card side as the primary coil and a secondary coil as the secondary coil.
  • Card 'reader The antenna on the Z writer side forms one transformer as a system.
  • the power of the card reader Z writer side also transmits power and information to the ic card by electromagnetic induction, and the IC card drives the card with the supplied power to drive the card.
  • 'Reader Z writer can respond to the interrogation signal.
  • the current flowing through the antenna is modulated, so that the induced voltage of the loop / coil on the IC card is modulated. Transmission can be performed.
  • the IC card has an impedance between the antenna terminal of the IC card reader and the Z writer due to the load fluctuation between the terminals of the loop coil. A response is sent to the card reader Z writer by the effect that one dance changes and the passing current and voltage of the antenna fluctuate.
  • Non-contact / proximity communication systems represented by IC cards are widely used because of their ease of operation. For example, while security codes, other personal authentication information, and value information such as electronic tickets are stored on IC cards, cards such as cash dispensers are installed at entrances to concert halls, ticket gates at stations, etc. Is installed. Then, when the user holds the ic card over the card reader Z writer, the user can access without contact and perform authentication processing.
  • IC cards having a relatively large memory space have appeared.
  • an IC card with a large capacity memory a plurality of applications can be stored at the same time, so that one IC card can be used for a plurality of purposes.
  • applications on one IC card such as electronic money for electronic payment and electronic tickets to enter a specific concert venue
  • one IC card can be used to store one IC card. It can be applied to various uses.
  • electronic money or electronic ticket here refers to a mechanism for settlement (electronic settlement) through electronic data issued according to the funds provided by the user, or such electronic data itself.
  • a general usage of an IC card is performed by a user holding the IC card over a card 'reader / Z writer.
  • Card 'reader The Z writer constantly polls the ic card, and when it finds an external IC card, the communication operation between the two starts.
  • the user inputs the personal identification number to the IC card 'reader' side, and checks the input personal identification number with the personal identification number stored on the IC card, so that the IC card and the IC card ' leader
  • Identity verification or authentication processing is performed between Z writers.
  • the personal identification number used when accessing the “ic card” is particularly called a PIN (Personal Identification Number).
  • PIN Personal Identification Number
  • the personal identification number is stored in the IC card, for example.
  • Application that is, access to the service 'memory area allocated to the application (in this specification, the memory area allocated to the application! / Area)).
  • Service 'key to memory area For access, encrypted communication is performed as appropriate according to the security level of the application.
  • the IC card and the card reader Z writer (card reading / writing device) are provided with a wired interface (not shown) for connecting to an external device. It is possible to equip devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistance) and personal computers with the functions of IC cards and reader / writers, and / or the functions of IC cards and card readers / z writers. it can. In such a case, the IC card technology can be used as a versatile two-way proximity communication interface.
  • a proximity communication system is configured by devices such as computers and information home appliances
  • non-contact communication communication using an IC card is performed one-on-one. It is also possible for a certain device to communicate with a partner device other than a device such as a non-contact IC card. In this case, an application that performs one-to-many communication between one device and a plurality of cards is also conceivable. .
  • various applications using an IC card can be executed on the information processing terminal.
  • a user's interaction with the IC card can be performed on the information processing terminal using a user's interface such as a keyboard and a display on the information processing terminal.
  • the IC card since the IC card is connected to the mobile phone, the contents stored in the IC card can be exchanged via the telephone network.
  • the user can pay the usage fee by IC card by connecting to the Internet from a mobile phone.
  • a file system for a certain service provider is allocated to the internal memory of the IC card, and information for service operation by the provider in the file system (for example, the user's Identification-based authentication information, remaining value information, usage history (logs), etc.) can be used instead of conventional prepaid cards or store-specific services cards. Services can be realized.
  • prepaid vouchers such as prepaid cards
  • appropriate operations such as issuance of the prepaid vouchers are ensured to protect the profits of the prepaid voucher buyers and maintain the credit of the prepaid vouchers.
  • the “Law Concerning the Regulation of Prepaid Vouchers” (commonly known as the “Precautionary Law”) has been enacted with the primary objective of registering prepaid vouchers and conducting other necessary regulations. It is obligatory to display certain items such as logos and contact information on the prepaid card (on the face of the card) for the convenience of the user and for maintaining the distribution order (see Article 12 of the Act). thing).
  • a prepaid card When a prepaid card is realized by storing prepaid information in the memory function of the IC card, only a single service is required by printing necessary information regulated by law on a medium. Cannot be provided.
  • the IC card function is used on a mobile terminal having a display function such as a mobile phone, information related to desired value information is displayed on a screen (for example, see Patent Document 1).
  • the above laws and regulations can be satisfied and shared by multiple service providers. Therefore, the service provider can reduce the burden of issuing a card and reduce the number of IC cards to be carried and managed by the user.
  • Patent Document 1 JP-A-2003-141434
  • An object of the present invention is to provide an excellent data communication device and an excellent data communication device that can store electronic value information in a memory area and appropriately exchange secure information including electronic payment. To provide a memory management method.
  • a further object of the present invention is to ensure that the user can use and use the IC card as if it were an IC card issued by the carrier himself / herself at the time of using each service, and to store information for each carrier in the memory area.
  • An object of the present invention is to provide an excellent data communication device and a memory management method for the data communication device, which have a secure management mechanism and can share a single IC card among a plurality of service providers.
  • a further object of the present invention is to allocate a file system for each service provider on a single memory area and, when a single data communication device is shared by a plurality of providers, to an external device.
  • An excellent data communication device and memory for data communication devices that can manage sessions with devices for each file system, analyze, manage, and operate security threats independently for each file system. It is to provide a management method.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems, and is a data communication device that includes a memory space and is divided into one or more file systems and managed.
  • Authentication means for requesting mutual authentication or security code collation procedures for each file system for access from external devices or programs;
  • State management means for returning the release state of the file system to the authentication state in response to occurrence of a predetermined event
  • a data communication device comprising:
  • the data communication device referred to here is Non-contact IC cards with a built-in IC chip having a wireless communication unit and a data transmission / reception function and a data processing unit, contact IC cards with terminals on the surface, and contact Z , PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistance) and other information communication terminal devices.
  • This data communication device has a memory area including a data storage memory such as an EEPROM, a data processing unit, and has a data communication function.
  • an external storage medium such as an IC card having a built-in IC chip may be configured to be detachable.
  • SIM Subscriber Identity Module
  • the data communication device may perform data communication via an information communication network such as the Internet, or may directly perform wired or wireless data communication with an external terminal device.
  • the present invention provides a service requiring security including exchange of value information and the like by utilizing the tamper resistance and authentication function of an IC card. More specifically, a single memory area in an IC card is shared between multiple service providers, reducing the burden of issuing cards on the service providers and providing users with more information. This is to reduce the number of IC cards that need to be carried and managed.
  • a file system is allocated to each service provider on a single memory area, a single data communication device is shared by a plurality of providers, and a single Multiple services are provided by the data communication device.
  • the boundaries between file 'systems' function as firewalls, allowing access from other file systems (ie, other service providers) (intrusion). Can be preferably eliminated.
  • the memory area in the IC card manages the entire memory area of the original IC card issuer. Power of service providers other than IC card issuers Power of S memory area New When splitting a file system, both the authority to divide the memory area and the authentication to the original IC card issuer are required!
  • the memory area in the IC card is stored in a plurality of files.
  • a security code that is, a PIN may be assigned to each directory or file in the file system or the file system so that the PIN can be verified when the service is executed.
  • the memory area of the IC card is divided into a plurality of file systems for each service provider, and in a shared system, access to a certain file system is attempted, and mutual authentication processing and
  • the session is established after the PIN verification processing and the session is established in the released state, the effect on the security of other file systems in this released state becomes a problem. Because, while the state of the session is maintained, there is also the threat of cracking other file systems during that time.
  • the function of dividing a plurality of file systems into the memory area of the IC card and the function of collating the security code for the directory and file on each file system are linked to each other, so that the file Analyzed, managed, and operated security threats independently for each system.
  • an excellent data communication device and an excellent data communication device capable of storing electronic value information in a memory area and suitably performing secure information exchange such as electronic settlement. Can be provided.
  • the user when each service is used, the user can use and use the IC card as if it were an IC card issued by the business operator, while the information for each business operator in the memory area is maintained.
  • An excellent data communication device and a memory management method for the data communication device which have a mechanism for securely managing the data communication device and can share a single IC card among a plurality of service providers, can be provided.
  • a file system for each service provider is allocated on a single memory area and a single data communication device is shared by a plurality of providers
  • external devices An excellent data communication device and a memory management method for the data communication device that can manage the session between each file and each system and analyze, manage and operate the security threats of each file system can do.
  • the function of dividing a plurality of file systems into the memory area of the IC card and the function of collating the security code for the directory and file on each file system are linked to each other, so that the file system Analyze, manage, and operate security threats independently of each other.
  • the present invention provides a service that requires security including exchange of value information and the like by utilizing the tamper resistance and authentication function of an IC card.
  • a single memory area in a card is shared between multiple service providers, reducing the burden of issuing cards on the service providers and reducing the burden on users. This is to reduce the number of IC cards that need to be carried and managed.
  • a file system for each service provider is allocated on a single memory area, a single data communication apparatus is shared by a plurality of providers, and a single data communication apparatus is used. Added multiple services.
  • the boundaries between file 'systems' function as firewalls, preventing access from other file systems (i.e., other service providers) (intrusion). It can be eliminated preferably.
  • the memory area in the IC card manages the entire memory area of the original IC card issuer. Power of service providers other than IC card issuer S Memory area capacity When dividing a new file system, both the authority to divide the memory area and the authentication to the original IC card issuer are required. .
  • the file system can independently analyze, manage, and operate security threats.
  • FIG. 1 conceptually illustrates the mechanism of wireless communication between a card reader / writer based on electromagnetic induction and an IC card.
  • the card reader / writer is composed of loop coils.
  • An antenna L is formed, and a current I flows through the antenna L to create a magnetic field around it.
  • a loop coil L is formed around the IC card electrically.
  • An induced voltage due to the magnetic field generated by the loop L antenna L on the card reading / writing device is generated at the end of the loop Coil L on the IC card side, and is input to the terminal of the IC card connected to the loop C coil L end.
  • the antenna L on the card reading / writing device side and the loop 'coil L on the IC card side are connected to each other.
  • the force can be considered as forming one transformer as a force system that changes depending on the mutual positional relationship, and the read / write operation of the IC card can be modeled as shown in FIG.
  • the card reader / writer can transmit data to the IC card.
  • the IC card has a function (Load Switching) of varying the load between the terminals of the loop coil L in accordance with data to be returned to the card reading / writing device.
  • Load Switching Load Switching
  • the card reader / writer can receive the return data of the IC card.
  • the IC card modulates a signal appearing in the receiving circuit of the card reader / writer by changing the load between its antennas in response to a response signal to the interrogation signal from the card reader / writer. That is, communication can be performed.
  • the IC card may be a card-type data communication device, or an integrated circuit chip having a V, so-called IC card function may be built in an information communication terminal device such as a mobile phone (IC Regardless of whether the card is built into the device or if it is configured to be detachable from the device, it may be referred to as an “IC card” for convenience in this specification.)
  • the integrated circuit chip is mounted on a portable terminal such as a mobile phone or a PDA, or an information processing terminal such as a personal computer (PC) and performs data communication with external devices.
  • a portable terminal such as a mobile phone or a PDA
  • an information processing terminal such as a personal computer (PC)
  • PC personal computer
  • FIG. 3 shows a hardware configuration of a data communication device according to an embodiment of the present invention.
  • This data communication device has an IC card function that can access an internal non-volatile memory by adding an antenna for communication, and a reader Z that supplies power to external devices with an IC card function and realizes data exchange.
  • the IC chip has a writer function and includes a card function analog circuit section 30, a data processing section 40, and a reader Z writer function analog circuit section 50.
  • the IC card also has a card read / write function, but the card read / write function is not an essential component of the present invention.
  • the carrier wave received by the antenna 32 is rectified by the rectifier 31 and then supplied to the signal processing section 44 in the data processing section 40, and the serial REGULATOR 33
  • the logic circuit 38 is supplied via the logic circuit 38.
  • the logic circuit 38 is activated in response to the input of the activation signal from the activation signal input terminal P, and
  • the serial regulator 33 keeps the output voltage almost constant irrespective of the input voltage. That is, when the input voltage is high, the internal impedance is raised, and when the input voltage is low, the internal impedance is lowered, thereby enabling the operation of maintaining the voltage.
  • the voltage detector 39 is connected to the power supply voltage monitoring circuit connection terminal V connected to the logic circuit 38.
  • the radio wave input from the antenna 32 is determined by the carrier wave detector 34 to determine whether or not a carrier wave is included in the received radio wave! If so, the carrier detection signal VR is output to the logic circuit 38.
  • the logic circuit 38 can further output a signal to the data processing unit 40 to the effect that a carrier has been detected.
  • the clock extractor 35 extracts a clock from the radio wave input from the antenna 32 and supplies the clock to the clock selector 36.
  • the clock oscillator 37 is arranged, for example, outside the IC card. It generates a clock with the driving frequency used on the IC card and supplies it to the clock selector 36.
  • the clock selector 36 selects one of the clock supplied from the clock extractor 35 and the clock supplied from the clock oscillator 37, and supplies it to each unit in the IC card.
  • the reader Z writer function analog circuit section 50 includes a transmission amplifier 51, a reception signal detector 53, a reception amplifier 'filter 54, and antennas 52 and 55 for transmission and reception.
  • a transmission signal that has been modulated and DZA converted by the signal processing unit 44 of the data processing unit 40 and up-converted to analog baseband is transmitted from the antenna 51 via the transmission amplifier. Is done.
  • the signal received from the antenna 52 is detected by the received signal detector 53, amplified by the receiving amplifier 54, and then supplied to the signal processing unit 44.
  • the signal processing unit 44 down-computes to an analog baseband signal, and performs DZA conversion and demodulation processing to reproduce digital data.
  • the data processing unit 40 includes a CPU (Central Processing Unit) 45, a data encryption engine 46 using DES (Data Encryption Standard), and a CRC (Cyclic Redundancy). Check), an error correction unit 47, a RAM (Random Access Memory) 41, a ROM (Read Only Memory) 42, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) 43, a UART interface 48, It has a 2C interface 49, and each part is interconnected by an internal bus.
  • a CPU Central Processing Unit
  • CRC Cyclic Redundancy
  • Check an error correction unit 47
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable and Programmable ROM
  • UART interface 48 It has a 2C interface 49, and each part is interconnected by an internal bus.
  • the CPU 45 is a main controller that comprehensively controls the operation in the IC card. Under an execution environment (described later) provided by an IC card operating system (OS), for example, the ROM 42 ( Alternatively, the program code stored in the EEPROM 43) is executed. For example, the CPU 45 executes an application relating to data transmitted / received via the card function analog circuit section 30 and the reader / writer function analog circuit section 50.
  • OS IC card operating system
  • the ROM 42 Alternatively, the program code stored in the EEPROM 43
  • the CPU 45 executes an application relating to data transmitted / received via the card function analog circuit section 30 and the reader / writer function analog circuit section 50.
  • the signal processing unit 44 includes the card function analog circuit unit 30 and the reader Z writer function analog circuit. It performs processing such as modulation, DZA conversion, and up-conversion of data transmitted via the path unit 50, and processing such as down-conversion, AZD conversion, and demodulation of received data.
  • the DES engine 46 performs encryption and decryption processing on data transmitted and received via the card function analog circuit section 30 and the reader / writer function analog circuit section 50 using a procedure public key encryption.
  • the CRC 47 performs a cyclic redundancy check on the data received via the card function analog circuit section 30 and the reader Z writer function analog circuit section 50.
  • the UART 48 and the I 2 C interface constitute an external wired interface for connecting the IC card to an external device (not shown in FIG. 11) such as a mobile phone, a PDA, and a personal computer.
  • the UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 48 has the function of converting parallel signals in a computer to serial signals and converting serial signals to parallel signals.
  • the RAM 41 is a writable memory device, and the CPU 41 executes a program using the RAM 41 as a work area.
  • the memory space provided by the RAM 41 is addressable, and the CPU 41 and each device on the internal node can access this memory space.
  • the EEPROM 43 is a nonvolatile memory device that writes new data in addition to the erasing operation.
  • the memory area built in the IC card referred to in this specification basically indicates a writable area in the EEPRO M43.
  • This memory area is composed of one or more file systems.
  • the memory area In the initial state, the memory area is managed by a single file system managed by the original IC card issuer. After that, the service provider's memory area other than the IC card issuer also has a new file system. Split. The details of the file division of the memory area on the EEPROM 43 and the access operation after the division will be described later.
  • FIG. 4 schematically shows a control system configuration of a memory area in the IC card according to the present embodiment.
  • this control system is basically implemented as a subsystem in the operating system, and is composed of a protocol interface unit, an OS central unit, and a file system.
  • the protocol ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ interface unit is connected via an external device interface such as UART48. It handles the access request to the file system, or the access request to the file system from the card reader / writer via the contactless IC card interface.
  • the OS core has several APIs (Application Program mmg Interlace) for the file system, such as PIN verification and mutual authentication at the time of file access, file read / write, and the like.
  • APIs Application Program mmg Interlace
  • a physical access is made to the EEPROM 43 as a file 'system' entity.
  • the physical access operation itself to a memory device such as an EE PROM is well known in the art and will not be described here.
  • the memory area developed on the EEPROM 43 is composed of one or more file systems.
  • the memory area In the initial state, the memory area is managed by a single file system managed by the original IC card issuer.
  • a service provider other than the IC card issuer divides a new file system, both the authority to divide the memory area and the authentication to the original IC card issuer are required.
  • access to the File 'system requires authentication of the File' system itself to the service provider, rather than the original IC card issuer.
  • File 'system division is the issue of a virtual IC card.
  • the OS manages a division authority key K for permitting division. Also, the file 'sys
  • the issuer key K of the issuer (original IC card issuer or the company that divided the file), the system code, and the area ID for identifying the file area are managed.
  • Access to the file system is performed through a request for an area ID by polling, a mutual authentication, and a procedure.
  • the file system issuer (the card issuer in the case of the original file system, and the split file 'service provider that uses the system') first uses the system's known code as an argument. By polling the file system, an area in the memory area of the file Key ID can be obtained. Next, mutual authentication is performed using this area ID and issuer key ⁇ . After successful mutual authentication, access to the file system is granted. Access to the file 'system' is performed by cryptographic communication using the publisher and the issuer key K unique to the file 'system, so that other file systems can retrieve or issue irrelevant data. Unauthorized users cannot read or write to the file system without permission.
  • FIG. 5 schematically shows the overall configuration of a service providing system that operates electronic money, electronic tickets, and other value information, which is realized using a relatively large-capacity IC card. I have.
  • the illustrated system 1 includes, for example, an issuer communication device 11 used by an IC card issuer 21, an operator communication device 12 used by a card storage area operator 22, and a device manufacturer 23. And a storage area dividing device 14 and an operation file registration device 15 used by a card storage area user 24.
  • the IC card issuer 21 issues the IC card 16 to the card holder 26, the file related to the service provided by the card storage area user 24 based on predetermined conditions. Register the data in the IC card 16 and enable the card holder 26 to receive the services of both the IC card issuer 21 and the card storage area user 24 using a single IC card 16 Things.
  • the communication device 11 for the issuer, the communication device 12 for the operator, the communication device 13 for the manufacturer, the storage area dividing device 14, and the operation file registration device 15 include a network. Connected via 17.
  • the IC card issuer 21 is a person who issues the IC card 16, and provides its own service using the IC card 16.
  • the card storage area operator 22 receives a request from the IC card issuer 21 and, out of the storage area (semiconductor memory) in the storage unit (semiconductor memory) in the IC card 16 issued by the IC card issuer 21.
  • the service provider lends a storage area not used by the IC card issuer 21 to the card storage area user 24.
  • the device manufacturer 23 receives a request from the card storage area operator 22 and The person who manufactures the device 14 and delivers it to the user 24 of the card storage area.
  • the card storage area user 24 makes a request to the card storage area operator 22, and provides his or her own service using the storage area of the IC card 16, and uses the memory area. It is equivalent to the service provider that creates a new file system by dividing it (described above), and provides its own service using its own file system.
  • the card holder 26 is a person who receives the IC card 16 from the IC card issuer 21 and receives the service provided by the IC card issuer 21. If the card holder 26 desires to receive the service provided by the card storage area user 24 after the issuance of the IC card 16, the card holder 26 uses the storage area dividing device 14 and the operation file registration device 15 to The file data related to the service of the storage area user 24 is stored in the IC card 16, and thereafter, the service of the hard disk storage user 24 can be received.
  • the system 1 uses the IC card issuer 21 and the card storage area usage.
  • the storage area in which the data is stored has a configuration that makes it difficult for unauthorized persons to illegally write and rewrite the data, etc.
  • the IC card 16 may be literally a card-type data communication device, or may be a mobile phone incorporating a semiconductor chip having a so-called IC card function. ) May be embodied as
  • FIG. 5 illustrates a case where there is a single IC card issuer 21, a card storage area user 24, and a card holder 26, each of these may be plural.
  • a file system for each service provider is allocated on a single memory area of the IC card, a single data communication device is shared by a plurality of providers, and a single A plurality of services are provided by the data communication device.
  • the memory area that can be used by a specific service provider with the permission of the original card issuer Operate a memory area that can be shared among multiple operators with the permission of the original card issuer be able to.
  • FIG. 6 shows the state of the memory area in which the original card issuer manages only its own file system.
  • the original card issuer's system 'code SC1' is granted by the system 'code management mechanism.
  • SC1 as the identification code (that is, the argument of the request command).
  • Fig. 7 shows that the card issuer can permit a certain range of memory to be lent (or transferred) to the area manager in the free area of its own file system. At this stage, the file system in the memory area has not yet been divided.
  • the card issuer can authorize multiple area managers to lend memory while there is free space in their file system. For example, in an implementation that identifies a file system by a 4-bit system code, it is possible to divide up to 16 (up to 15 times).
  • FIG. 8 shows a state in which another service provider divides the memory area in the area permitted by the card issuer and creates a new file system.
  • This new file system is provided with a system code management system code system code SC2.
  • SC2 is used as the identification code (argument of the request command).
  • Fig. 9 shows a state in which the common area manager divides the memory in the area where the card issuer is authorized by the system 'code SCO of the common area.
  • External device or program When the RAM accesses the file system, which is the operation area of the common area manager, the system code SCO is used as the identification code (argument of the request command).
  • the provider In order to divide the file system for another service provider from the state of the initial memory area shown in Fig. 6, the provider must issue the memory area to the card issuer. Seek permission for use. If the card issuer permits the use of the memory area, that is, the division of the file system, the card issuer obtains the “division element package” required for the division of the file system from the division technology manager. The card issuer further encrypts the data block consisting of the obtained division element package and the size (number of blocks) of the division area permitted to be used by the new service provider using the own issuer key K. Then, a divided package is created, and a file 'system division request is made using the divided package.
  • FIG. 10 schematically shows a structure of a memory space in which a plurality of file systems coexist on a memory area of an IC card by repeating a division operation.
  • the system code SC and the area ID are set for each file system, and the issuer of the service provider (including the original card issuer) using the area is used.
  • Key K allows mutual authentication. This allows the service provider to which the file 'system has been allocated to analyze, manage, and manage the threats associated with the security of its file' system independently of the original card issuer or split technician. It can also be operated.
  • the service provider accesses its own file system, it is basically performed through a procedure of requesting an area ID and mutual authentication. First, by polling the file system with the system's code that it knows as an argument, the area ID in the memory area of the corresponding file 'system can be obtained. Next, mutual authentication is performed using this area ID and issuer key K. After successful mutual authentication, access to the file system is granted.
  • FIG. 11 schematically shows the structure of a request command exchanged between an external device and an IC card.
  • each service provider including the original card issuer
  • Request commands for example, read requests, write requests, data erasure requests, area Z service registration (described later), etc.
  • issuer key ⁇ unique to the business operator and the corresponding file system This is performed by the encryption communication. Therefore, no other file's system can take in data that is irrelevant to the required command power, or a third party can read and write to the file's system without permission.
  • the memory area of the IC card has a structure in which a plurality of file systems coexist as shown in FIG. 10 by repeating the division operation.
  • Service providers who have obtained their own file 'systems on the IC card with the permission of the original card issuer will arrange areas and services using their own file' systems (described later), and You can use it for your own business development as if you were an IC card issuer.
  • service In the file system, one or more applications, such as exchange of electronic value information with the outside including electronic settlement, are allocated.
  • the memory area allocated to the application is called “service 'memory area”.
  • service The use of an application, that is, the processing operation of accessing the corresponding service 'memory area is called “service”. Services include read access to memory, write access, or adding or subtracting value from value information such as electronic money.
  • a security code is assigned to the application, and the security code collation processing is performed when the service is executed. Has become.
  • access to the service 'memory area' is appropriately encrypted according to the 'security level' of the application.
  • a security code that is, a PIN is assigned to the application, and the PIN is collated when the service is executed. It has become.
  • service For the access to the memory area the encryption communication is appropriately performed according to the security level of the application.
  • each application assigned to the memory area can be registered in an “area” of a desired hierarchy. For example, register multiple applications used in a series of transactions, or applications that are closely related to each other as a service memory area in the same area (and register areas that are closely related to each other in the same parent area). By doing so, the applications and areas in the memory area are arranged in an orderly manner, and the user can efficiently classify and organize the applications.
  • a PIN can be set for each area in addition to a PIN set for each application. For example, by inputting a PIN corresponding to a certain area, access to all applications (and sub-areas) in the area can be given through verification processing and mutual authentication processing. Therefore, for example, a single PIN entry for the relevant area can be used to obtain access rights for all applications used in a series of transactions, which improves access control and improves equipment efficiency. Usability is improved.
  • a service 'memory area it is possible to allow a service 'memory area to have a unique access right, and to set a security code for each access right, that is, for each service executed in the service' memory area. it can. For example, different PINs are set for the services "read” and “read and write” to be started for the same service "memory area”. Separate PINs are set for “increase” and “decrease” for electronic money and other value information. In addition, it is not necessary to input a PIN when reading from a certain memory area, but it is possible to make it necessary to input a PIN when writing.
  • FIG. 12 schematically shows an example of a data structure in the file system.
  • the storage space of the file system has a hierarchical structure similar to a "directory".
  • each application allocated to the memory area can be registered as a service memory area in a desired hierarchical area.
  • closely related applications such as applications used for a series of transactions can be registered in the same area (further, closely related areas can be registered in the same parent area).
  • the application that is, the service 'memory area
  • the area allocated in the file system have a security code definition block. Therefore, a PIN can be set for each application or for each area.
  • the access right to the file system can be set for each application as well as for each area.
  • a PIN can be set for each service to be executed, which has a single access right to the memory area of a certain service. For example, separate PINs are set for the same service ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ the services started for the memory area are “read” and “read and write”, and “increase” and “decrease” for electronic money and other value information. With, separate PINs are set.
  • matching unit for example a PIN sent via the contactless short-range communication or UART48 and protocols' interface, such as I 2 C 49 based on electromagnetic induction, assigned to each application or a directory area Alternatively, service 'permits access to the matching memory area by collating with the password set in the memory area. The memory area to which access is permitted can be read and written via the protocol 'interface.
  • FIG. 13 shows a basic configuration of the file system. As already explained with reference to FIG. 12, a hierarchical structure similar to a “directory” is introduced for the file system. Then, the service 'memory area assigned to the application can be registered in the area of the desired hierarchy. In the example shown in FIG. 13, one service 'memory area is registered in the area 0000 defined by the area 0000 definition block.
  • the illustrated service 'memory area is composed of one or more user blocks.
  • the user's block is the minimum data unit whose access operation is guaranteed.
  • One service defined in the service 0108 definition block, that is, service 0108 is applicable to this service 'memory area.
  • a security code can be set for each service type to restrict access on a service basis.
  • the security code setting information for the service subject to the access restriction is defined as a security code only service (ie, “security code 'service”).
  • security code 'service the security code related to the service 0108 is defined as a security code'service 0128 definition block.
  • the content of the security code ⁇ service is stored in the security code ⁇ service ⁇ data ⁇ block.
  • the security code using the security code 'service 0128 must be provided before the service 0108 is activated and a read or write operation is performed on the user block. Collation is required. Specifically, in the case of using the read / write command with encryption (ReadZWrite) command, the password, that is, the PIN is collated with the service 0108 before the mutual authentication.
  • ReadZWrite encryption
  • the service 'memory area assigned to the application can be registered in an area of a desired hierarchy, and the area can be hierarchized (areas having a high degree of relevance are registered in the same parent area). In this case, by setting a PIN for each area, the area can be used as an access restriction unit.
  • FIG. 14 shows a state where the areas are hierarchized in the memory space of the IC card 50. In the example shown in the figure, another area 1000 defined by the area 1000 definition block is registered in the area 0000 defined by the area 0000 definition block.
  • two service 'memory areas are further registered in area 1000.
  • the service 1108 definition block The service 1108 defined by the service 1108 and the service 110B defined by the service 110B definition block are applicable. Defining a plurality of services having different service contents for one service'memory area in this way is called "overlap service" in this specification. In the overlapped 'service', different services will be applied to the same 'service' area according to the entered PIN.
  • the service 110C defined in the service 110C definition block can be applied to the other service 'memory area.
  • Each service can start a service set in the memory area and perform a read or write operation on the user's block.
  • a security code 'service can be defined for each service. In this case, when the security code service for the service is activated! /, When the PIN is verified using the security code service, activation of the service is also permitted.
  • the security code power for area 1000 is defined as a security code 'service 1020 definition block. Its security code 'service content is stored in the security code' service data block!
  • each service in the area 1000 is activated.
  • a read or write operation can be performed on the user block.
  • the mutual authentication process using the issuer key (described above) is essential, but the PIN verification process is optional. In other words, only when the security code service for the service or area is enabled, the security code verification is required before the service is activated or the area is accessed, and the security code service is disabled. If so, PIN verification is not required.
  • Fig. 15 schematically shows the data structure of the security code 'service' 'data' block.
  • the password code definition area includes a password number area, an input failure frequency storage area, a maximum allowable input failure frequency setting area, a password use selection area, and an access permission flag. You.
  • the access permission flag in the security code, service, data, and block of the corresponding service or area is set, and access to the corresponding service or area is permitted.
  • the access permission flag is a flag for indicating whether or not the corresponding application or directory can be accessed, and the service or area for which the access permission flag is set is in the access permitted state.
  • the access permission flag of the service or area to which the PIN is set is inaccessible by default, and the access permission flag is set after successful PIN verification processing and mutual authentication processing using the file system issuer key.
  • the access permission flag is set continuously, the user may be damaged by unauthorized use or unauthorized use of the service or area if the IC card is lost or stolen. For this reason, IC cards, for example, have lost electromagnetic waves
  • a mechanism for automatically disabling the access permission state in response to the request may be provided.
  • the record in the entry failure count storage area is updated.
  • the number of input failures reaches the maximum allowable input failures set in the maximum allowable input failures setting area, activation of the corresponding service or access to the area is prohibited.
  • the number of input failures should be cleared once the input is successful.
  • FIG. 16 shows, in the form of a flowchart, a processing procedure for controlling the activation of the service or the access right to the area in accordance with the password input by the user.
  • each security code “security code of service definition block” service data block is accessed to determine whether or not the security codes match (step S11). S 12).
  • step S13 If the PIN of the security code ⁇ service ⁇ data ⁇ block matches the PIN entered by the user, the access permission flag in the security code ⁇ service ⁇ data ⁇ block is set, and the corresponding service or area is set. Is made accessible (step S13).
  • an IC chip is held over a reader Z writer, and a PIN input using a user 'interface of an external device (not shown) connected to the reader Z writer is used for electromagnetic induction. It can be transmitted to an IC card with a non-contact short-range communication interface based on it.
  • the maximum allowable number of input times is set in the password code definition area.
  • the access control is performed by setting the application or directory in which the number of input failures has reached the maximum allowable number of inputs to an inaccessible state.
  • FIG. 17 shows, in the form of a flowchart, a processing procedure for controlling access right to a service or an area based on the number of PIN input failures.
  • the personal identification code accesses the service definition block to determine whether or not the PIN matches (step S22).
  • the access permission flag in the PIN code' service / data block is set to access the corresponding service or area. Enable (step S23).
  • step S24 the number of input failures in the security code definition area is updated (step S24). If the PIN entered by the user matches the PIN in any of the security code 'service definition blocks and the verification is successful, the number of input failures is cleared to zero.
  • step S25 it is determined whether or not the updated number of input failures has reached the maximum allowable number of inputs set in the password code definition area (step S25).
  • Step S26 If the number of input failures reaches the maximum allowable number of times of input, the setting of the access permission flag in the password code definition area is released, and the corresponding service or area is set to the inaccessible state. (Step S26). As a result, it is possible to crack down on the act of malicious users checking PINs.
  • the administrator managing the IC card may clear the input failure count storage area.
  • authentication using a secret key can be used.
  • management is performed for each file system, and a threat related to security of each file system is analyzed, managed, and operated.
  • the file' a file issuer key KI of the system Authentication using PIN and PIN If the verification process is performed and these processing procedures are successful, the file system is in the released state, and permitted access operations such as reading and writing Z are enabled.
  • Mutual authentication using the issuer key (described above) is mandatory, but PIN verification is optional, and is performed only when PIN verification is enabled.
  • PIN verification is optional, and is performed only when PIN verification is enabled.
  • Successive PIN verification is required.
  • the function of dividing a plurality of file systems into the memory area of the IC card and the function of collating a security code with a directory or file on each file system are linked to each other. 'Analyze, manage, and operate security threats independently for each system.
  • FIG. 18 shows the state transition of the mutual authentication / PIN verification information managed by the IC card operating system (see FIG. 4).
  • the non-contact recent communication interface based on electromagnetic induction there, via a wired interface, such as UART48 and I 2 C49, mutual authentication is performed between the external apparatus or the program further PIN verification process When these processes are completed successfully, the system is released, and permitted access operations such as reading and writing can be performed.
  • a wired interface such as UART48 and I 2 C49
  • FIG. 19 shows an initial state (that is, immediately after reset) of the memory area.
  • Each file system can hold a system code SC, which is an identifier for external devices or programs to access, system management information (including mutual authentication information), and PIN release information.
  • FIG. 20 shows the state of the memory when the external device or the program accesses the file system # 1 using the identifier SC1.
  • External device or program The area ID can be received as a value.
  • system management information # 1 and PIN release information # 1 which are also security information are stored in the memory area.
  • FIG. 21 shows that, from the state shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing a mechanism of wireless communication between a card reader / writer based on electromagnetic induction and an IC card.
  • FIG. 2 is a diagram in which a system including a card reading / writing device and an IC card is regarded as one transformer and modeled.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of a data communication device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a control system configuration of a memory area in the IC card according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an overall configuration of a service providing system using an IC card.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state of a memory area in which the original card issuer manages only its own file system.
  • FIG. 7 is a diagram showing that a card issuer can permit a certain range of memory to be lent (or transferred) to an area manager in a free area of its own file system.
  • Fig. 8 shows that another service provider is in the area where the card issuer is authorized.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which a memory area is divided and a new file system is generated.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state where a memory is divided by a common area system code SCO in an area permitted by a card issuer card by a common area manager.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing a structure of a memory space in which a plurality of file systems coexist on a memory area of an IC card by repeating a division operation.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a structure of a request command exchanged between an external device and an IC card.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing an example of a directory structure in a file system.
  • FIG. 13 is a diagram showing a basic configuration of a file system.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state in which areas are hierarchized in the memory space of the IC card 50.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a data structure of a personal identification code, a service, data, and a block.
  • FIG. 16 shows that the service is activated or activated according to the password input by the user.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure for controlling an access right to a key.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a processing procedure for controlling access right to a service or an area based on the number of failed PIN inputs.
  • FIG. 18 is a diagram showing a state transition of mutual authentication / PIN verification information managed by an operating system for an IC card (see FIG. 4).
  • FIG. 19 is a diagram showing an initial state of a memory area divided into a plurality of file systems.
  • FIG. 20 is a diagram showing a state of a memory when an external device or a program accesses the file system # 1 using the identifier SC1.
  • FIG. 21 is a diagram showing a state of the memory immediately after an external device or a program accesses the file “system # 2” using the system “code SC2” from the state shown in FIG. 20. is there.

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Abstract

　メモリ領域上の事業者毎の情報をセキュアに管理する機構を備え、単一のＩＣカードを複数のサービス提供元事業者間で共用する。 　単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のファイル・システムを割り当て、単一の情報記憶媒体を複数の事業者で共有する。メモリ領域をファイル・システムに分割する。ファイル・システム間の境界がファイヤ・ウォールとして機能し、不正侵入を好適に排除する。さらに、ファイル・システムの分割機能と、各ファイル・システムに対する暗証コードの照合機能を連携させ、ファイル・システム毎に独立してセキュリティ管理を実現する。

Description

明 細 書
データ通信装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法
技術分野
[0001] 本発明は、比較的大容量のメモリ領域を備えたデータ通信装置及びデータ通信装 置のメモリ管理方法に係り、特に、メモリ領域上に電子的な価値情報を格納して電子 決済を始めとするセキュアな情報のやり取りを行なうデータ通信装置及びデータ通信 装置のメモリ管理方法に関する。
[0002] さらに詳しくは、本発明は、単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のフアイ ル'システムを割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有し、単一のデ ータ通信装置により複数のサービスを提供するデータ通信装置及びデータ通信装置 のメモリ管理方法に係り、特に、外部機器との間のセッションをファイル 'システム毎に 管理し、ファイル 'システム毎に独立してセキュリティに関する脅威を分析、管理、並 びに運用するデータ通信装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法に関する。 背景技術
[0003] 局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として、非接触 ICカードを挙げること ができる。
[0004] この種の無線通信には、一般に、電磁誘導の原理に基づ!、て実現される。すなわ ち、メモリ機能を有する ICカードと、 ICカードのメモリに対して読み書きアクセスをする カード ·リーダ Zライタで構成され、 1次コイルとしての ICカード側のループ'コイルと 2 次コイルとしてのカード'リーダ Zライタ側のアンテナが系として 1個のトランスを形成し ている。そして、カード'リーダ Zライタ側力も icカードに対して、電力と情報を同じく 電磁誘導作用により伝送し、 ICカード側では供給された電力によって駆動してカード
'リーダ Zライタ側力もの質問信号に対して応答することができる。
[0005] カード'リーダ Zライタ側では、アンテナに流す電流を変調することで、 ICカード上 のループ ·コイルの誘起電圧が変調を受けるという作用により、カード ·リーダ zライタ 力も ICカードへのデータ送信を行なうことができる。また、 ICカードは、ループ'コイル の端子間の負荷変動により、 icカード'リーダ Zライタ側のアンテナ端子間のインピ 一ダンスが変化してアンテナの通過電流や電圧が変動するという作用により、カード' リーダ Zライタへの返信を行なう。
[0006] ICカードに代表される非接触 ·近接通信システムは、操作上の手軽さから、広範に 普及している。例えば、暗証コードやその他の個人認証情報、電子チケットなどの価 値情報などを ICカードに格納しておく一方、キャッシュ 'ディスペンサゃコンサート会 場の出入口、駅の改札口などにカード'リーダ zライタを設置しておく。そして、利用 者が icカードをカード'リーダ Zライタにかざすことで、非接触でアクセスし、認証処 理を行なうことができる。
[0007] 最近では、微細化技術の向上とも相俟って、比較的大容量のメモリ空間を持つ IC カードが出現している。大容量メモリ付きの ICカードによれば、複数のアプリケーショ ンを同時に格納しておくことができるので、 1枚の ICカードを複数の用途に利用する ことができる。例えば、 1枚の ICカード上に、電子決済を行なうための電子マネーや、 特定のコンサート会場に入場するための電子チケットなど、多数のアプリケーションを 格納しておくことにより、 1枚の ICカードをさまざまな用途に適用させることができる。 ここで言う電子マネーや電子チケットは、利用者が提供する資金に応じて発行される 電子データを通じて決済 (電子決済）される仕組み、又はこのような電子データ自体 を指す。
[0008] ICカードの一般的な使用方法は、利用者が ICカードをカード'リーダ Zライタをか ざすことによって行なわれる。カード'リーダ Zライタ側では常に icカードをポーリング しており外部の ICカードを発見することにより、両者間の通信動作が開始する。
[0009] このとき、利用者が暗証番号を ICカード'リーダ側に入力して、入力された暗証番 号を ICカード上に格納された暗証番号と照合することで、 ICカードと ICカード'リーダ
Zライタ間で本人確認又は認証処理が行なわれる。（icカード'アクセス時に使用す る暗証番号のことを、特に PIN (Personal Identification Number)と呼ぶ。）そし て、本人確認又は認証処理に成功した場合には、例えば、 ICカード内に保存されて いるアプリケーションの利用、すなわち、アプリケーションに割り当てられているサービ ス 'メモリ領域へのアクセスが可能となる（本明細書中では、アプリケーションに割り当 てられて!/、るメモリ領域を「サービス 'メモリ領域」と呼ぶ)。サービス 'メモリ領域へのァ クセスは、アプリケーションのセキュリティ 'レベルなどに応じて、適宜暗号化通信が行 なわれる。
[0010] さらに、 ICカードやカード用リーダ Zライタ (カード読み書き装置）が無線 ·非接触ィ ンターフェースの他に、外部機器と接続するための有線インターフェース（図示しな い）を備えることにより、 ICカードやリーダ Zライタの機能を携帯電話機、 PDA(Pers onal Digital Assistance)やパーソナル 'コンピュータなどの各デバイスに ICカード 及びカード ·リーダ zライタの 、ずれか一方又は双方の機能を装備することができる。 このような場合、 icカード技術を汎用性のある双方向の近接通信インターフェースと して利用することができる。
[0011] 例えば、コンピュータや情報家電機器のような機器同士で近接通信システムが構成 される場合には、 ICカードによる非接触通信通信は一対一で行なわれる。また、ある 機器が非接触 ICカードのような機器以外の相手デバイスと通信することも可能であり 、この場合においては、 1つの機器と複数のカードにおける一対多の通信を行なうァ プリケーシヨンも考えられる。
[0012] また、電子決済を始めとする外部との電子的な価値情報のやり取りなど、 ICカード を利用したさまざまなアプリケーションを、情報処理端末上で実行することができる。 例えば、情報処理端末上のキーボードやディスプレイなどのユーザ'インターフエ一 スを用いて ICカードに対するユーザ'インタラクションを情報処理端末上で行なうこと ができる。また、 ICカードが携帯電話機と接続されていることにより、 ICカード内に記 憶された内容を電話網経由でやり取りすることもできる。さらに、携帯電話機からイン ターネット接続して利用代金を ICカードで支払うことができる。
[0013] このように、あるサービス提供元事業者用のファイル 'システムを ICカードの内蔵メ モリに割り当てて、このファイル 'システム内で当該事業者によるサービス運用のため の情報 (例えば、ユーザの識別'認証情報や残りの価値情報、使用履歴 (ログ)など） を管理することにより、従来のプリペイド'カードや店舗毎のサービス 'カードに置き換 わる、非接触 ·近接通信を基調とした有用なサービスを実現することができる。
[0014] 従来、サービス提供元事業者毎に ICカードが個別に発行され、ユーザの利用に供 されていた。このため、ユーザは、享受するサーヒス毎に ICカードを取り揃え、携帯し なければならな力つた。これに対し、比較的大容量のメモリ空間を持つ ICカードによ れば、単一の ICカードの内蔵メモリに複数のサービスに関する情報を記録するだけ の十分な容量を確保することができる。
[0015] ここで、プリペイド'カードなどの前払式証票に関しては、その発行などの業務の適 正な運営を確保して、前払式証票の購入者らの利益保護と前払式証票の信用維持 を図ることを主な目的として、前払式証票の発行者に対して登録やその他の必要な 規制を行うための「前払式証票の規制等に関する法律」（通称、「プリカ法」）が制定さ れており、利用者の便宜や流通秩序維持などの目的で、ロゴや問い合わせ先などの 所定事項をプリペイド'カード上 (券面）に表示することが義務付けられている（同法第 12条を参照のこと)。
[0016] ICカードのメモリ機能に前払情報を格納することによってプリペイド'カードを実現 する場合、法で規制される必要な情報を媒体上に印刷しておくことにより、単一のサ 一ビスしか提供できなくなる。これに対し、 ICカード機能を携帯電話機のような表示 機能を持つ携帯端末上で利用する場合には、希望する価値情報に関連する情報を 画面表示させることにより（例えば、特許文献 1を参照のこと）、上記の法規制を満た すことができ、複数のサービス提供元事業者による共有が可能となる。したがって、サ 一ビス提供元事業者においてはカード発行の負担が軽減するとともに、ユーザにとつ ては携帯して管理する ICカードの枚数を削減することができる。
[0017] ところが、複数のサービス提供元事業者間で単一のメモリ領域を共有した場合、あ るサービス提供元事業者が使用するメモリ領域を、メモリを共用する別の事業者から 自由にアクセスできるようにすると、事業者毎に設定される価値情報が他の事業者に よって不正利用を許してしまうことになりかねない。この結果、事業者側では健全なサ 一ビス提供を行なえなくなり、ユーザにとっては換金性の高い価値情報が流出の危 機〖こさらされ、経済的な損害を被る。
[0018] したがって、 ICカードを複数のサービス提供元事業者間で共用する場合には、ュ 一ザにとっては各サービス利用時において事業者自らが発行した ICカードであるか のような使い勝手を確保する一方、メモリ領域上の事業者毎の情報をセキュアに管理 する機構を備えて 、る必要がある。 [0019] 特許文献 1：特開 2003— 141434号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0020] 本発明の目的は、メモリ領域上に電子的な価値情報を格納して電子決済を始めと するセキュアな情報のやり取りを好適に行なうことができる、優れたデータ通信装置 及びデータ通信装置のメモリ管理方法を提供することにある。
[0021] 本発明のさらなる目的は、ユーザにとっては各サービス利用時において事業者自ら が発行した ICカードであるかのような使 、勝手を確保する一方、メモリ領域上の事業 者毎の情報をセキュアに管理する機構を備え、単一の ICカードを複数のサービス提 供元事業者間で共用することができる、優れたデータ通信装置及びデータ通信装置 のメモリ管理方法を提供することにある。
[0022] 本発明のさらなる目的は、単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のフアイ ル 'システムを割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有した際に、外 部機器との間のセッションをファイル 'システム毎に管理し、ファイル 'システム毎に独 立してセキュリティに関する脅威を分析、管理、並びに運用することができる、優れた データ通信装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0023] 本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、メモリ空間を備え、 1以上のフ アイル'システムに分割して管理するデータ通信装置であって、
外部機器又はプログラムからのアクセスに対し、ファイル 'システム毎に相互認証又 は暗証コードの照合手続きを要求する認証手段と、
アクセスに対し、相互認証又は暗証コードの照合手続きが要求されて 、る認証状 態、又は相互認証手続き又は暗証コードの照合手続きを経てアクセスが許可されて いる解除状態のいずれである力をファイル ·システム毎に管理する認証情報管理手 段と、
所定の事象の発生に応じてファイル 'システムの解除状態を認証状態に戻す状態 管理手段と、
を具備することを特徴とするデータ通信装置である。ここで言うデータ通信装置は、 無線通信部、及びデータ送受信機能とデータ処理部を有する ICチップを内蔵する 非接触 ICカード、表面に端子を有する接触 ICカード、接触 Z非接触 ICカードと同様 の機能を有する ICチップを携帯電話機、 PHS (Personal Handyphone System) 、 PDA (Personal Digital Assistance)などの情報通信端末装置に内蔵した装置 である。このデータ通信装置は、 EEPROMなどのデータ蓄積メモリを含むメモリ領域 とデータ処理部を有するとともに、データ通信機能を有するものである。携帯電話機 などの場合は、 ICチップを内蔵する ICカードなどの外部記憶媒体を着脱可能に構成 してもよい。また、携帯電話会社が発行する契約者情報を記録した SIM (Subscribe r Identity Module)機能を ICチップに搭載してもよい。データ通信装置は、インタ 一ネット等の情報通信ネットワークを介してデータ通信を行なっても、外部端末装置と 有線あるいは無線で直接データ通信を行なってもよ ヽ。
[0024] 本発明は、 ICカードが持つ耐タンパ性と認証機能を利用して、価値情報のやり取り などを含んだセキュリティが要求されるサービスを提供するものである。より具体的に は、 ICカード内の単一のメモリ領域を複数のサービス提供元事業者間で共有し、サ 一ビス提供元事業者においてはカード発行の負担が軽減するとともに、ユーザにとつ ては携帯して管理する ICカードの枚数を削減するものである。
[0025] 複数のサービス提供元事業者間で単一のメモリ領域を共有した場合、あるサービス 提供元事業者が使用するメモリ領域を、メモリを共用する別の事業者から自由にァク セスできるようにすると、事業者毎に設定される価値情報が他の事業者によって不正 利用を許してしまう、という問題がある。
[0026] これに対し、本発明では、単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のフアイ ル'システムを割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有し、単一のデ ータ通信装置により複数のサービスを提供するようにした。メモリ領域をファイル 'シス テムに分割することにより、ファイル 'システム間の境界がフアイャ 'ウォールとして機 能し、他のファイル ·システム (すなわち他のサービス提供元事業者)からのアクセス（ 不正侵入)を好適に排除することができる。
[0027] ICカード内のメモリ領域は、初期状態では、元の ICカード発行者力メモリ領域全体 を管理して 、る。 ICカード発行者以外のサービス提供元事業者力 Sメモリ領域力 新 たなファイル 'システムを分割するに際しては、メモリ領域の分割権限と、元の ICカー ド発行者に対する認証の双方を要求するようになって!/、る。
[0028] このような分割操作を繰り返すことにより、 ICカード内のメモリ領域は複数のファイル
'システムが共存する構造となる。ファイル 'システムの分割は、仮想的な ICカードの 発行である。
[0029] ー且分割されると、ファイル 'システムへのアクセスは、元の ICカードの発行者では なぐファイル ·システム自体のサービス提供元事業者への認証が要求される。すな わち、ファイル 'システムへアクセスするときには、当該ファイル 'システムの発行者鍵 を用いた相互認証が課される。さらに秘密保持の強度などの状況に応じて、ファイル 'システム又はファイル 'システム内のディレクトリやファイル毎に暗証コードすなわち P INを割り当て、サービス実行時に PINの照合処理を行なうようにすることもできる。
[0030] ここで、 ICカードのメモリ領域がサービス提供元事業者毎の複数のファイル 'システ ムに分割され、共用されるシステムにおいては、あるファイル 'システムへのアクセスを 試み、相互認証処理並びに PIN照合処理を経て、解除状態となりセッションが確立し た際、この解除状態における他のファイル ·システムのセキュリティへの影響が問題と なる。何故ならば、セッションの状態が保たれると、その間、他のファイル 'システムへ のクラッキングの脅威がある力もである。
[0031] そこで、本発明では、 ICカードのメモリ領域に複数のファイル 'システムを分割する 機能と、各ファイル 'システム上のディレクトリやファイルに対する暗証コードの照合機 能を連携させることにより、ファイル 'システム毎に独立してセキュリティに関する脅威 を分析、管理、並びに運用するようにした。
[0032] すなわち、 ICカードのメモリ領域上に、論理的に複数のファイル ·システムが配置さ れている状態で、外部機器又はプログラムがアクセス先のファイル 'システムを変更し たとき、各メモリ領域が保持しているシステム管理情報（相互認証情報を含む)や PI Nの解除情報などをリセットする。さらに、 ICカードへの電源投入後、一定時間（例え ば、利用時期のクラッキング技術やコンピュータの処理速度から、利用しているセッシ ヨン暗号スキームを絶対に解読することができない時間）が経過した後、電源をリセッ トすることで、同様の相互認証 · PIN照合情報をリセットする。 [0033] このように、システムが認証状態と解除状態を適宜切り替えることにより、セッション の状態が保たれることによるクラッキングの脅威を排除することができる。
発明の効果
[0034] 本発明によれば、メモリ領域上に電子的な価値情報を格納して電子決済を始めと するセキュアな情報のやり取りを好適に行なうことができる、優れたデータ通信装置 及びデータ通信装置のメモリ管理方法を提供することができる。
[0035] また、本発明によれば、ユーザにとっては各サービス利用時において事業者自らが 発行した ICカードであるかのような使 、勝手を確保する一方、メモリ領域上の事業者 毎の情報をセキュアに管理する機構を備え、単一の ICカードを複数のサービス提供 元事業者間で共用することができる、優れたデータ通信装置及びデータ通信装置の メモリ管理方法を提供することができる。
[0036] また、本発明によれば、単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のファイル •システムを割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有した際に、外部 機器との間のセッションをファイル 'システム毎に管理し、各ファイル 'システムのセキ ユリティに関する脅威を分析、管理、並びに運用することができる、優れたデータ通信 装置及びデータ通信装置のメモリ管理方法を提供することができる。
[0037] 本発明によれば、 ICカードのメモリ領域に複数のファイル ·システムを分割する機能 と、各ファイル 'システム上のディレクトリやファイルに対する暗証コードの照合機能を 連携させることにより、ファイル 'システム毎に独立してセキュリティに関する脅威を分 析、管理、並びに運用することができる。
[0038] 本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する 図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
[0039] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
[0040] 本発明は、 ICカードが持つ耐タンパ性と認証機能を利用して、価値情報のやり取り などを含んだセキュリティが要求されるサービスを提供するものであり、より具体的に は、 ICカード内の単一のメモリ領域を複数のサービス提供元事業者間で共有し、サ 一ビス提供元事業者においてはカード発行の負担が軽減するとともに、ユーザにとつ ては携帯して管理する ICカードの枚数を削減するものである。
[0041] ここで、複数のサービス提供元事業者間で単一のメモリ領域を共有した場合、ある サービス提供元事業者が使用するメモリ領域を、メモリを共用する別の事業者から自 由にアクセスできるようにすると、事業者毎に設定される価値情報が他の事業者によ つて不正利用を許してしまう、という問題がある。
[0042] 本発明では、単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のファイル 'システム を割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有し、単一のデータ通信装 置により複数のサービスを提供するようにした。メモリ領域をファイル ·システムに分割 することにより、ファイル 'システム間の境界がフアイャ 'ウォールとして機能し、他のフ アイル ·システム (すなわち他のサービス提供元事業者)からのアクセス (不正侵入)を 好適に排除することができる。
[0043] ICカード内のメモリ領域は、初期状態では、元の ICカード発行者力メモリ領域全体 を管理して 、る。 ICカード発行者以外のサービス提供元事業者力 Sメモリ領域力 新 たなファイル 'システムを分割するに際しては、メモリ領域の分割権限と、元の ICカー ド発行者に対する認証の双方が要求される。
[0044] そして、ー且分割されると、ファイル 'システムへのアクセスは、元の ICカードの発行 者ではなぐファイル 'システム自体のサービス提供元事業者への認証が要求される 。したがって、ユーザにとっては、各サービス利用時において事業者自らが発行した I Cカードであるかのような使い勝手を確保することができる。
[0045] さらに、 ICカードのメモリ領域に複数のファイル ·システムを分割する機能と、各ファ ィル'システム上のディレクトリやファイルに対する暗証コードの照合機能を連携させ ることにより、ファイル 'システム毎に独立してセキュリティに関する脅威を分析、管理、 並びに運用することができる。
[0046] ここで、まず、 ICカード及びカード読み書き装置間の非接触データ通信の仕組み について、図 1及び図 2を参照しながら説明する。
[0047] カード読み書き装置と ICカード間の無線通信は、例えば電磁誘導の原理に基づい て実現される。図 1には、電磁誘導に基づくカード読み書き装置と ICカードとの無線 通信の仕組みを概念的に図解している。カード読み書き装置は、ループ'コイルで構 成されたアンテナ L を備え、このアンテナ L に電流 I を流すことでその周辺に磁
RW RW RW
界を発生させる。一方、 ICカード側では、電気的には ICカードの周辺にループ'コィ ル Lが形設されている。 ICカード側のループ'コイル L端にはカード読み書き装置側 のループ'アンテナ Lが発する磁界による誘導電圧が生じて、ループ'コイル L端に 接続された ICカードの端子に入力される。
[0048] カード読み書き装置側のアンテナ L と ICカード側のループ'コイル Lは、その結合
RW c
度は互いの位置関係によって変わる力 系としては 1個のトランスを形成していると捉 えることができ、 ICカードの読み書き動作を図 2に示すようにモデルィ匕することができ る。
[0049] カード読み書き装置側では、アンテナ L に流す電流 I を変調することによって、 I
RW RW
Cチップ上のループ'コイル Lに誘起される電圧 Vは変調を受け、そのことを利用し
O
てカード読み書き装置は ICカードへのデータ送信を行なうことができる。
[0050] また、 ICカードは、カード読み書き装置へ返送するためのデータに応じてループ' コイル Lの端子間の負荷を変動させる機能（Load Switching)を持つ。ループ'コィ ル Lの端子間の負荷が変動すると、カード読み書き装置側ではアンテナ端子間のィ ンピーダンスが変化して、アンテナ L の通過電流 I や電圧 V の変動となって現れ
RW RW RW
る。この変動分を復調することで、カード読み書き装置は ICカードの返送データを受 信することができる。
[0051] すなわち、 ICカードは、カード読み書き装置からの質問信号に対する応答信号に 応じて自身のアンテナ間の負荷を変化させることによって、カード読み書き装置側の 受信回路に現れる信号に振幅変調をかけて通信を行なうことができる訳である。
[0052] ICカードは、カード型のデータ通信装置であってもよ 、し、 V、わゆる ICカード機能 を有する集積回路チップを携帯電話機等の情報通信端末機器に内蔵してもよい (IC カードが機器に内蔵される場合であっても、機器に着脱可能に構成される場合であ つても、本明細書中では便宜上「ICカード」と呼ぶ場合がある。）また、 ICカード機能 を有する集積回路チップは、例えば携帯電話機や PDAなどの携帯端末、あるいは パーソナルコンピュータ (PC)などの情報処理端末に搭載されて外部機器とデータ 通信を行なう。この場合、リーダ Zライタ装置と有線あるいは無線で接続するためのィ ンターフェース以外に、外部機器接続用のインターフェースを備えている。
[0053] 図 3には、本発明の実施形態に力かるデータ通信装置のハードウェア構成を示して いる。このデータ通信装置は、通信用のアンテナを追加して内部の不揮発性メモリに アクセスすることができる ICカード機能と、 ICカード機能を有する外部装置に電力を 供給するとともにデータ交換を実現するリーダ Zライタ機能を有し、カード機能アナ口 グ回路部 30、データ処理部 40と、リーダ Zライタ機能アナログ回路部 50を有する IC チップを内蔵している。同図に示した例では、 ICカードはカード読み書き機能も併せ て備えているが、カード読み書き機能は本発明の必須の構成要素ではない。
[0054] カード機能アナログ回路部 30では、アンテナ 32で受信された搬送波は、整流器 31 で整流された後、データ処理部 40内の信号処理部 44に供給されるとともに、シリア ル 'レギユレータ 33を介して論理回路 38に供給されている。
[0055] 論理回路 38は、起動信号入力端子 P 力 の起動信号の入力に応答して起動し、 on
シリアル ·レギユレータ 33からの電圧、並びに電源端子 V からの入力電圧を制御し
DD
て、 ICカードで使用するための適正な電源電圧を供給するようになっている。
[0056] シリアル ·レギユレータ 33は、入力電圧の如何に拘わらず、出力電圧をほぼ一定に 保つようになつている。すなわち、入力電圧が高いときには、内部インピーダンスを高 くして、逆に入力電圧が低いときには内部インピーダンスを低くすることによって、電 圧を保つ動作を可能とする。
[0057] 電圧検出器 39は、論理回路 38に接続された電源電圧監視回路接続用端子 V か
BT
らの入力端子電圧を監視して、外部電源の電圧が所定電圧を下回った場合には外 部電源の使用を禁止する信号を論理回路 38に出力するようになっている。
[0058] また、カード機能アナログ回路部 30において、アンテナ 32から入力された電波は、 搬送波検出器 34で受信電波中に搬送波が含まれて!/、るか否かが判断され、含まれ ている場合には、搬送波検出信号 VRが論理回路 38に出力される。論理回路 38は、 さらに、データ処理部 40に対して搬送波が検出された旨の信号を出力することがで きる。
[0059] クロック抽出器 35は、アンテナ 32から入力された電波からクロックを抽出して、これ をクロック選択器 36に供給する。また、クロック発振器 37は、例えば ICカード外に配 設された水晶振動子で構成され、 ICカード上で使用される駆動周波数のクロックを 発生して、クロック選択器 36〖こ供給する。クロック選択器 36は、クロック抽出器 35力 供給されたクロック、又は、クロック発振器 37から供給されたクロックのいずれか一方 を選択して、 ICカード内の各部に供給する。
[0060] リーダ Zライタ機能アナログ回路部 50は、送信アンプ 51と、受信信号検出器 53と、 受信アンプ'フィルタ 54と、送受信用のアンテナ 52及び 55で構成される。
[0061] データを送信するときは、データ処理部 40の信号処理部 44によって変調並びに D ZA変換されて、アナログ 'ベースバンドにアップコンバートされた送信信号が送信ァ ンプを介してアンテナ 51から送出される。また、アンテナ 52から受信された信号は、 受信信号検出器 53によって検出され、受信アンプ 54で増幅されてから、信号処理 部 44に供給される。信号処理部 44は、アナログ 'ベースバンド信号にダウンコンパ一 トし、 DZA変換並びに復調処理して、ディジタル 'データを再現する。
[0062] なお、 ICカードとカード読み書き装置の間のカード読み書き動作は、図 1及び図 2 を参照しながら既に説明した通りである。
[0063] データ処理部 40は、先述の信号処理部 44の他、 CPU (Central Processing Un it) 45と、 DES (Data Encryption Standard)などを利用したデータ暗号化ェンジ ン 46と、 CRC (Cyclic Redundancy Check)などを利用したエラー訂正部 47と、 R AM (Random Access Memory) 41と、 ROM (Read Only Memory) 42と、 EEP ROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) 43と、 UARTインター フェース 48と、 I2Cインターフェース 49とを備えており、各部は内部バスによって相互 接続されている。
[0064] CPU45は、 ICカード内の動作を統括的に制御するメイン'コントローラであり、 IC力 ード用オペレーティング 'システム (OS)によって提供される実行環境 (後述）下で、例 えば ROM42 (あるいは EEPROM43)に格納されたプログラム 'コードを実行するよ うになつている。例えば、 CPU45は、カード機能アナログ回路部 30やリーダ Zライタ 機能アナログ回路部 50を介して送受信されるデータに関するアプリケーションを実行 するようになっている。
[0065] 信号処理部 44は、カード機能アナログ回路部 30やリーダ Zライタ機能アナログ回 路部 50を介して送信されるデータの変調、 DZA変換、アップコンバートなどの処理 や、受信したデータのダウンコンバート、 AZD変換、復調などの処理を行なう。
[0066] DESエンジン 46は、カード機能アナログ回路部 30やリーダ Zライタ機能アナログ 回路部 50を介して送受信されるデータを手順公開型の秘密鍵暗号により暗号ィ匕及 び復号化処理する。
[0067] CRC47は、カード機能アナログ回路部 30やリーダ Zライタ機能アナログ回路部 50 を介して受信したデータの巡回冗長検査を行なう。
[0068] UART48並びに I2Cインターフェースは、 ICカードを携帯電話器や PDA、パーソ ナル 'コンピュータなどの外部機器（図 11には図示しな 、）に接続するための外部有 線インターフェースを構成する。このうち UART (Universal asynchronous receiv er transmitter) 48は、コンピュータ内のパラレル信号をシリアル信号に変換したり、 シリアル信号をパラレル信号に変換したりする機能を持つ。
[0069] RAM41は書き込み可能なメモリ装置であり、 CPU41は RAM41を作業領域とし てプログラムを実行する。 RAM41が提供するメモリ空間はアドレス可能であり、 CPU 41や内部ノ ス上の各装置はこのメモリ空間にアクセスすることができる。
[0070] EEPROM43は、消去動作とともに新規のデータの書き込みを行なう不揮発性のメ モリ装置である。本明細書で言う ICカード内蔵のメモリ領域は、基本的には EEPRO M43内の書き込み可能領域を指すものとする。
[0071] このメモリ領域は、 1以上のファイル 'システムで構成される。初期状態では、元の IC カード発行者が管理する単一のファイル ·システムによってメモリ領域が管理され、そ の後、 ICカード発行者以外のサービス提供元事業者カ モリ領域力も新たなファイル •システムを分割する。 EEPROM43上のメモリ領域のファイル分割や、分割後のァク セス動作の詳細については、後に詳解する。
[0072] 図 4には、本実施形態に係る ICカードにおけるメモリ領域の制御システム構成を模 式的に示している。同図に示すように、この制御システムは、基本的には、オペレー ティング 'システム内のサブシステムとして実装され、プロトコル 'インターフェース部と 、 OS中枢部と、ファイル 'システムで構成される。
[0073] プロトコル 'インターフェース部は、 UART48などの外部機器インターフェースを介 した外部機器力ものファイル 'システムへのアクセス要求、あるいは非接触 ICカード' インターフェースを介したカード読み書き装置からファイル 'システムへのアクセス要 求のハンドリングを行なう。
[0074] OS中枢部では、ファイル 'システムとやり取りするデータのデコード Zエンコード、 C RCなどによるエラー訂正、 EEPROM43のブロック毎の書き換え回数管理、 PIN照 合、相互認証などを行なう。
[0075] さらに、 OS中枢部は、ファイル ·アクセス時における PIN照合や相互認証、ファイル のリード Zライトなどのファイル 'システムへの幾つかの API (Application Program mmg Interlace)を備 、る。
[0076] ファイル 'システム 'エンティティとしての EEPROM43へ物理アクセスを行なう。 EE PROMなどのメモリ'デバイスへの物理アクセス動作自体は当業界において周知な ので、ここでは説明を省略する。
[0077] EEPROM43上に展開されるメモリ領域は、 1以上のファイル 'システムで構成され る。初期状態では、元の ICカード発行者が管理する単一のファイル 'システムによつ てメモリ領域が管理されて ヽる。 ICカード発行者以外のサービス提供元事業者がメ モリ領域力 新たなファイル ·システムを分割する際には、メモリ領域の分割権限と、 元の ICカード発行者に対する認証の双方が要求される。そして、一旦分割されると、 ファイル 'システムへのアクセスは、元の ICカードの発行者ではなぐファイル 'システ ム自体のサービス提供元事業者への認証が要求される。ファイル 'システムの分割は 、仮想的な ICカードの発行である。
[0078] OSは、分割を許可するための分割権限鍵 Kを管理している。また、ファイル 'シス
d
テム毎に、発行者 (元の ICカード発行者、又はファイル分割した事業者)の発行者鍵 Kと、システム 'コードと、ファイル領域を識別するエリア IDが管理されている。
[0079] ファイル 'システムへのアクセスは、ポーリングによるエリア IDの要求と、相互認証と V、う手続きを経て行なわれる。ファイル ·システムの発行者（元のファイル ·システムの 場合はカード発行者、分割後のファイル 'システムを使用するサービス提供元事業者 )は、まず、自身が判っているシステム 'コードを引数にしてファイル ·システムに対す るポーリングを行なうことによって、該当するファイル 'システムのメモリ領域上でのエリ ァ IDを取得することができる。次いで、このエリア IDと発行者鍵 ^を用いて相互認証 を行なう。そして、相互認証が成功裏に終わると、ファイル ·システムへのアクセスが許 可される。ファイル 'システムへのアクセスは、発行者と該当するファイル 'システムに 固有の発行者鍵 Kを用いた暗号ィ匕通信により行なわれるので、他のファイル ·システ ムが無関係のデータを取り込んだり、発行者以外がファイル ·システムへ無断で読み 書きしたりすることはできな 、。
[0080] 図 5には、比較的大容量の ICカードを用いて実現される、電子マネーや電子チケッ ト、その他の価値情報を運用するサービス提供システムの全体的構成を模式的に示 している。
[0081] 図示のシステム 1は、例えば、 ICカード発行者 21が使用する発行者用通信装置 11 と、カード記憶領域運用者 22が使用する運用者用通信装置 12と、装置製造者 23が 使用する製造者用通信装置 13と、カード記憶領域使用者 24が使用する記憶領域 分割装置 14及び運用ファイル登録装置 15とで構成される。
[0082] システム 1では、 ICカード発行者 21がカード所有者 26に ICカード 16を発行した場 合に、所定の条件に基づいて、カード記憶領域使用者 24によって提供されるサービ スに係わるファイル ·データを ICカード 16に登録し、カード所有者 26が単体の IC力 ード 16を用いて、 ICカード発行者 21及びカード記憶領域使用者 24の双方のサービ スを受けることを可能にするものである。
[0083] 図 1に示すように、システム 1では、発行者用通信装置 11、運用者用通信装置 12、 製造者用通信装置 13、記憶領域分割装置 14及び運用ファイル登録装置 15が、ネ ットワーク 17を介して接続される。
[0084] ICカード発行者 21は、 ICカード 16の発行を行なう者であり、 ICカード 16を用いて 自らのサービスを提供する。
[0085] カード記憶領域運用者 22は、 ICカード発行者 21からの依頼を受けて、 ICカード発 行者 21が発行した ICカード 16内の記憶部（半導体メモリ）に構成される記憶領域の うち、 ICカード発行者 21が使用しない記憶領域をカード記憶領域使用者 24に貸し 出すサービスを行なう者である。
[0086] 装置製造者 23は、カード記憶領域運用者 22から依頼を受けて、記憶領域分割装 置 14を製造し、カード記憶領域使用者 24に納品する者である。
[0087] カード記憶領域使用者 24は、カード記憶領域運用者 22に依頼を行な 、、 ICカー ド 16の記憶領域を使用して自らの独自のサービスを提供する者であり、メモリ領域を 分割して新たなファイル ·システムを作成するサービス提供元事業者 (前述）に相当し 、自己のファイル ·システムを利用して自身のサービス提供を行なう。
[0088] カード所有者 26は、 ICカード発行者 21から ICカード 16の発行を受け、 ICカード発 行者 21が提供するサービスを受ける者である。カード所有者 26は、 ICカード 16の発 行後に、カード記憶領域使用者 24が提供するサービスを受けることを希望する場合 には、記憶領域分割装置 14及び運用ファイル登録装置 15を用いて、カード記憶領 域使用者 24のサービスに係わるファイル 'データを ICカード 16に記憶し、その後、力 ード記憶領域使用者 24のサービスを受けることができるようになる。
[0089] システム 1は、 ICカード発行者 21のサービスと、カード記憶領域使用者 24のサービ スとを単体の ICカード 16を用いて提供するに当たって、 ICカード発行者 21及びカー ド記憶領域使用者 24のサービスに係わるファイル ·データが記憶される記憶領域に、 権限を有しない他人によって不正にデータの書き込み及び書き換えなどが行なわれ ることを困難にする構成を有して 、る。
[0090] ICカード 16は、その字義通り、カード型のデータ通信装置であってもよいし、いわ ゆる ICカード機能が実装された半導体チップを内蔵した携帯電話機 (ある 、はその 他の携帯端末)として具現化されることもある。
[0091] なお、図 5では、それぞれ単数の ICカード発行者 21、カード記憶領域使用者 24及 びカード所有者 26がある場合を例示したが、これらは、それぞれ複数であってもよい
[0092] 本実施形態では、 ICカードの単一のメモリ領域上にサービス提供元事業者毎のフ アイル'システムを割り当て、単一のデータ通信装置を複数の事業者で共有し、単一 のデータ通信装置により複数のサービスを提供する。このような分割ファイル 'システ ム構成により、元のカード発行者が利用するメモリ領域の他に、元のカード発行者の 許可を得て特定のサービス提供元事業者が利用可能となるメモリ領域と、元のカード 発行者の許可を得て複数の事業者間で共通に利用可能となるメモリ領域を運用する ことができる。
[0093] 特に、元のカード発行者が利用するファイル ·システム以外に、各サービス提供元 事業者が個別に利用可能となる 1以上のファイル ·システムを運用する場合、ファイル •システム間の境界がフアイャ ·ウォールとして機能し、他のファイル ·システム（すなわ ち他のサービス提供元事業者)からのアクセス (不正侵入)を好適に排除することが できる。
[0094] ここで、図 6—図 9を参照しながら、 ICカード内のメモリ領域の運用形態について説 明する。
[0095] 図 6には、元のカード発行者が自らのファイル 'システムのみを管理しているメモリ領 域の状態を示している。元のカード発行者のシステム 'コード SC1は、システム'コー ドの管理機構が付与する。外部機器又はプログラムがカード発行者のファイル 'シス テムにアクセスする場合は、 SC1を識別コード (すなわち、要求コマンドの引数）とす る。
[0096] 図 7には、カード発行者が自らのファイル ·システムの空き領域の内で、ある範囲の メモリを領域管理者に貸与 (又は譲渡)することが許可できることを示して 、る。この段 階では，まだメモリ領域上のファイル 'システムに対して分割が行なわれている訳では ない。カード発行者は、自らのファイル ·システムに空き領域はあるうちは、複数の領 域管理者に対して、メモリを貸与することを許可できる。例えば、 4ビットのシステム'コ ードでファイル 'システムを識別するという実装では、最大 16分割（15回まで分割)す ることがでさる。
[0097] 図 8には、他のサービス提供元事業者が、カード発行者から許可された領域におい てメモリ領域を分割し、新たなファイル 'システムを生成した状態を示している。この新 規ファイル ·システムには、システム 'コードの管理機構カゝらシステム 'コード SC2が付 与されている。外部機器又はプログラムが、当該メモリ領域管理者 (サービス提供元 事業者)の運用するファイル 'システムにアクセスする場合は、 SC2を識別コード (要 求コマンドの引数）とする。
[0098] 図 9には、共通領域管理者が、カード発行者力 許可された領域において、共通領 域のシステム 'コード SCOでメモリを分割した状態を示して ヽる。外部機器又はプログ ラムがこの共通領域管理者の運用領域であるファイル 'システムにアクセスする場合 には、そのシステム 'コード SCOを識別コード（要求コマンドの引数）とする。
[0099] 図 6に示した初期のメモリ領域の状態から、他のサービス提供元事業者用のフアイ ル 'システムを分割するためには、当該事業者は、カード発行者に対してメモリ領域 の使用に関する許可を求める。そして、カード発行者はメモリ領域の使用、すなわち ファイル 'システムの分割を許可する場合には、分割技術管理者から、ファイル 'シス テムの分割に必要となる「分割素パッケージ」を取得する。カード発行者は、取得した 分割素パッケージと、新たなサービス提供元事業者に使用を許可する分割領域の大 きさ（ブロック数）とからなるデータ'ブロックをさらに自己の発行者鍵 Kで暗号ィ匕して、 分割パッケージを作成し、これを用いてファイル 'システムの分割要求を行なう。
[0100] 但し、メモリ領域を分割して新たなファイル ·システムを作成する手順自体は本発明 の要旨ではな 、ので、ここではこれ以上説明しな 、。
[0101] 図 10には、分割操作の繰り返しにより、 ICカードのメモリ領域上に複数のファイル' システムが共存するメモリ空間の構造を模式的に示している。
[0102] 図示の通り、ファイル ·システム毎にシステム 'コード SCとエリア IDが設定されるとと もに、当該領域を使用するサービス提供元事業者 (元のカード発行者を含む)の発 行者鍵 Kで相互認証を行なうことができる。これによつて、ファイル 'システムが割り振 られたサービス提供元事業者は、元のカード発行者や分割技術者とは独立して、自 己のファイル 'システムのセキュリティに関する脅威を分析、管理、並びに運用するこ とがでさる。
[0103] また、サービス提供元事業者が自己のファイル 'システムへアクセスする際には、基 本的には、エリア IDの要求と、相互認証という手続きを経て行なわれる。まず、自身 が判っているシステム 'コードを引数にしてファイル.システムに対するポーリングを行 なうことによって、該当するファイル 'システムのメモリ領域上でのエリア IDを取得する ことができる。次いで、このエリア IDと発行者鍵 Kを用いて相互認証を行なう。そして 、相互認証が成功裏に終わると、ファイル ·システムへのアクセスが許可される。
[0104] 図 11には、外部機器と ICカードの間で交換される要求コマンドの構造を模式的に 示している。図示の通り、各サービス提供元事業者 (元のカード発行者を含む）は、 要求コマンド (例えばリード要求やライト要求、データ消去要求、エリア Zサービス登 録 (後述)など）は、事業者自身と該当するファイル ·システムに固有の発行者鍵 κを 用いてパッケージィ匕して暗号ィ匕通信により行なわれる。したがって、他のファイル'シ ステムが要求コマンド力も無関係のデータを取り込んだり、第 3者がファイル 'システム へ無断で読み書きしたりすることはできな 、。
[0105] ICカードのメモリ領域は、分割操作を繰り返すことにより、図 10に示すように複数の ファイル ·システムが共存する構造となる。元のカード発行者の許可により ICカード上 で自己のファイル 'システムを取得したサービス提供元事業者は、それぞれ自己のフ アイル'システムを利用してエリアやサービスを配設し (後述）、自ら ICカードの発行者 であるかのように、自身の事業展開に利用することができる。
[0106] 以下では、 1つのファイル ·システム内での運用形態について説明する。基本的に は、どのファイル ·システムにおいても同様の動作が実現されるものとする。また、ファ ィル 'システムの操作を行なうためには、ポーリングによるエリア IDの要求と、相互認 証と 、う手続き (前述)を経て 、ることを前提とする。
[0107] ファイル ·システム内には、電子決済を始めとする外部との電子的な価値情報のや り取りなど、 1以上のアプリケーションが割り当てられている。アプリケーションに割り当 てられているメモリ領域を「サービス 'メモリ領域」と呼ぶ。また、アプリケーションの利 用、すなわち該当するサービス 'メモリ領域へアクセスする処理動作のことを「サービ ス」と呼ぶ。サービスには、メモリへの読み出しアクセス、書き込みアクセス、あるいは 電子マネーなどの価値情報に対する価値の加算や減算などが挙げられる。
[0108] ユーザがアクセス権を持つかどうかに応じてアプリケーションの利用すなわちサービ スの起動を制限するために、アプリケーションに対して暗証コードを割り当て、サービ ス実行時に暗証コードの照合処理を行なうようになっている。また、サービス 'メモリ領 域へのアクセスは、アプリケーションのセキュリティ 'レベルなどに応じて、適宜暗号化 通信が行なわれる。
[0109] ユーザがアクセス権を持つかどうかに応じてアプリケーションの利用すなわちサービ スの起動を制限するために、アプリケーションに対して暗証コードすなわち PINを割り 当て、サービス実行時に PINの照合処理を行なうようになっている。また、サービス'メ モリ領域へのアクセスは、アプリケーションのセキュリティ 'レベルなどに応じて、適宜 暗号ィ匕通信が行なわれる。
[0110] 本実施形態では、 ICカード内のメモリ領域に設定されているそれぞれのファイル' システムに対して、「ディレクトリ」に類似する階層構造を導入する。そして、メモリ領域 に割り当てられた各アプリケーションを、所望の階層の「エリア」に登録することができ る。例えば、一連のトランザクションに使用される複数のアプリケーション、あるいは関 連性の深いアプリケーション同士を同じエリア内のサービス 'メモリ領域として登録す る（さらには、関連性の深いエリア同士を同じ親エリアに登録する）ことによって、メモリ 領域のアプリケーションやエリアの配置が整然とし、ユーザにとってはアプリケーショ ンの分類'整理が効率化する。
[0111] また、ファイル ·システムへのアクセス権を階層的に制御するために、アプリケーショ ン毎に PINを設定できる以外に、各エリアに対しても PINを設定することができるよう にしている。例えば、あるエリアに該当する PINを入力することにより、照合処理並び に相互認証処理を経て、エリア内のすべてのアプリケーション（並びにサブエリア）へ のアクセス権を与えるようにすることもできる。したがって、例えば、該当するエリアに 対する PINの入力を 1回行なうだけで、一連のトランザクションで使用されるすべての アプリケーションのアクセス権を得ることができるので、アクセス制御が効率化するとと もに、機器の使い勝手が向上する。
[0112] さらに、あるサービス 'メモリ領域に対するアクセス権限が単一でないことを許容し、 それぞれのアクセス権限毎、すなわちサービス 'メモリ領域において実行するサービ スの内容毎に、暗証コードを設定することができる。例えば、同じサービス 'メモリ領域 に対して起動するサービスが「読み出し」と「読み出し及び書き込み」とでは、別々の P INが設定される。また、電子マネーやその他の価値情報に対する「増額」と「減額」と では、別々の PINが設定される。また、あるメモリ領域に対する読み出しについては P INの入力が必要でないが、書き込む場合には PINの入力を必須とさせることが可能 である。
[0113] 図 12には、ファイル ·システム内のデータ構造例を模式的に示している。図示の例 では、ファイル 'システムが持つ記憶空間には、「ディレクトリ」に類似する階層構造が 導入されている。すなわち、メモリ領域に割り当てられた各アプリケーションを、所望 の階層エリアにサービス ·メモリ領域として登録することができる。例えば、一連のトラ ンザクシヨンに使用されるアプリケーションなど、関連性の深いアプリケーション同士を 同じエリアに登録する（さらには、関連性の深いエリア同士を同じ親エリアに登録する )ことができる。
[0114] また、ファイル ·システム内に割り当てられたアプリケーション (すなわちサービス'メ モリ領域)並びにエリアは暗証コード定義ブロックを備えている。したがって、アプリケ ーシヨン毎に、あるいはエリア毎に PINを設定することができる。また、ファイル 'システ ムに対するアクセス権は、アプリケーション単位で行なうとともに、並びにエリア単位で 行なうことができる。
[0115] さらに、あるサービス 'メモリ領域に対するアクセス権限が単一でなぐ実行するサー ビスの内容毎に、 PINを設定することができる。例えば、同じサービス 'メモリ領域に 対して起動するサービスが「読み出し」と「読み出し及び書き込み」とでは、別々の PI Nが設定され、また、電子マネーやその他の価値情報に対する「増額」と「減額」とで は、別々の PINが設定される。
[0116] 照合部は、例えば電磁誘導作用に基づく非接触近距離通信又は UART48や I2C 49などのプロトコル 'インターフェースを介して送られてくる PINを、各アプリケーショ ン又はディレクトリに割り当てられたエリア又はサービス 'メモリ領域に設定されている 暗証コードと照合して、一致するメモリ領域に対するアクセスを許可する。アクセスが 許可されたメモリ領域は、プロトコル 'インターフェースを介して読み書きが可能となる
[0117] このようにファイル ·システム内には、アプリケーションに割り当てられたさまざまなサ 一ビス'メモリ領域が割り当てられており、各サービス 'メモリ領域に対して適用可能な 1以上のサービスが設けられている。本実施形態では、エリア単位、並びにアプリケ ーシヨン単位でアクセス制限を行なう以外に、アプリケーションに適用されるサービス の種類毎に PINを設定して、サービス単位でアクセス制限を行なうことができる。
[0118] 図 13には、ファイル.システムの基本構成を示している。図 12を参照しながら既に 説明したように、ファイル 'システムに対して、「ディレクトリ」に類似する階層構造が導 入され、所望の階層のエリアに、アプリケーションに割り当てられたサービス 'メモリ領 域を登録することができる。図 13に示す例では、エリア 0000定義ブロックで定義され るエリア 0000内に、 1つのサービス 'メモリ領域が登録されている。
[0119] 図示のサービス 'メモリ領域は、 1以上のユーザ ·ブロックで構成される。ユーザ'ブ ロックはアクセス動作が保証されているデータ最小単位のことである。このサービス'メ モリ領域に対しては、サービス 0108定義ブロックで定義されている 1つのサービスす なわちサービス 0108が適用可能である。
[0120] エリア単位、並びにアプリケーション単位でアクセス制限を行なう以外に、サービス の種類毎に暗証コードを設定して、サービス単位でアクセス制限を行なうことができる 。アクセス制限の対象となるサービスに関する暗証コード設定情報は、暗証コード専 用のサービス (すなわち「暗証コード'サービス」）として定義される。図 13に示す例で は、サービス 0108に関する暗証コードが暗証コード'サービス 0128定義ブロックとし て定義されて 、る。その暗証コード ·サービスの内容は暗証コード ·サービス ·データ · ブロックに格納されている。
[0121] サービス 0108に対する暗証コード'サービスが有効になっている場合、サービス 0 108を起動してそのユーザ ·ブロックに読み出し又は書き込み動作を行なう前に、暗 証コード'サービス 0128を使用した暗証コードの照合が必要となる。具体的には、暗 号ィ匕あり読み書き (ReadZWrite)コマンドを使用する場合は、相互認証前にサービ ス 0108に対する暗証コードすなわち PINの照合を行なう。
[0122] また、アプリケーションに割り当てられたサービス 'メモリ領域を所望の階層のエリア に登録するとともに、エリアを階層化する（関連性の深いエリア同士を同じ親エリアに 登録する）ことができる。この場合、エリア毎に PINを設定することにより、エリアをァク セス制限の単位とすることができる。図 14には、 ICカード 50のメモリ空間においてェ リアが階層化されている様子を示している。同図に示す例では、エリア 0000定義プロ ックで定義されているエリア 0000内に、エリア 1000定義ブロックで定義されている別 のエリア 1000が登録されている。
[0123] 図 14に示す例では、さらにエリア 1000内には、 2つのサービス 'メモリ領域が登録 されている。一方のサービス 'メモリ領域に対しては、サービス 1108定義ブロックで定 義されて!/、るサービス 1108と、サービス 110B定義ブロックで定義されて!、るサービ ス 110Bが適用可能である。このように、 1つのサービス 'メモリ領域に対してサービス 内容の異なる複数のサービスを定義することを、本明細書中では「オーバーラップ · サービス」と呼ぶ。オーバーラップ 'サービスにおいては、同じサービス 'エリアに対し て、入力した PINに応じて異なるサービスが適用されることになる。また、他方のサー ビス'メモリ領域に対しては、サービス 110C定義ブロックで定義されているサービス 1 10Cが適用可能である。
[0124] 各サービス 'メモリ領域に設定されているサービスを起動してそのユーザ 'ブロックに 読み出し又は書き込み動作を行なうことができる。勿論、図 13を参照しながら説明し たように、サービス毎に暗証コード'サービスを定義することができる。この場合、サー ビスに対する暗証コード ·サービスが有効になって!/、るときには、暗証コード ·サービ スを使用した PINの照合を行なって力もサービスの起動が許可される。
[0125] また、複数のサービスに対して共通の PINを設定したい場合には、これらサービス を含むエリアを作成し、このエリアに対して共通の暗証コード'サービスを適用するこ とがでさる。
[0126] 図 14に示す例では、エリア 1000に関する暗証コード力 暗証コード'サービス 102 0定義ブロックとして定義されている。その暗証コード'サービスの内容は暗証コード' サービス ·データ ·ブロックに格納されて!、る。
[0127] エリア 1000に対する暗証コード'サービスが有効 (後述）になっている場合、暗証コ ード 'サービス 1020を使用した暗証コードの照合を行なった後に、エリア 1000内の 各サービスを起動してそのユーザ ·ブロックに読み出し又は書き込み動作を行なうこと が可能となる。
[0128] ここで、エリア 1000内のサービスに暗証コード'サービスが適用されており且つこれ が有効となっている場合には、さらにその暗証コード'サービスを使用した暗証コード の照合を経て力もでないと、そのユーザ'ブロックに読み出し又は書き込み動作を行 なうことはできない。
[0129] 図 13及び図 14に例示したように、暗証コード照合の対象となるエリアやサービスに 対応する暗証コード'サービスは一意に与えられる。 [0130] なお、ファイル ·システム内にエリアやサービスを登録するための手順自体は本発 明の要旨に直接関連しないので、ここでは説明を省略する。
[0131] 図 13及び図 14に例示したように、ファイル ·システム内に登録されたエリアゃサー ビスに対して PINを適用して、エリア単位、あるいはサービス単位でアクセス制御を行 なうことができる。また、 1つのサービス 'メモリ領域に対して複数のサービス (オーバ 一ラップ'サービス）を登録することができる力 サービス毎に PINを適用することで、 同じサービス 'メモリ領域に対して複数のアクセス方法を定義することができる。
[0132] 但し、本実施形態では、ファイル ·アクセスへアクセスする際、発行者鍵を用いた相 互認証処理 (前述）は必須であるが、 PIN照合処理は任意である。すなわち、サービ ス又はエリアに対する暗証コード ·サービスが有効になっている場合にのみ、サービ スの起動又はエリアへのアクセスを行なう前に、暗証コードの照合が要求され、暗証 コード'サービスが無効にされている場合には、 PINの照合は要求されない。
[0133] PINの適用内容は、暗証コード'サービス定義ブロックの暗証コード'サービス 'デ ータ 'ブロックに記述されている。図 15には、暗証コード'サービス 'データ'ブロックの データ構造を模式的に示している。同図に示すように、暗証コード定義領域は、暗証 番号領域と、入力失敗回数記憶領域と、最大許容入力失敗回数設定領域と、暗証 番号使用選択領域と、アクセス許可フラグとで構成されて 、る。
[0134] ユーザが入力した PINがー致した場合にのみ、該当するサービス又はエリアの暗 証コード .サービス .データ .ブロック内のアクセス許可フラグを立てて、其処へのァク セスを許可する。
[0135] アクセス許可フラグは、該当するアプリケーション又はディレクトリのアクセス可否状 態を示すためのフラグであり、アクセス許可フラグが設定されたサービス又はエリアは アクセス許可状態である。 PINが設定されたサービスやエリアのアクセス許可フラグ は、デフォルトではアクセス不可状態であり、 PIN照合処理及びファイル 'システムの 発行者鍵を用いた相互認証処理に成功した後、アクセス許可フラグが設定されて、 アクセス許可状態に転じる。また、アクセス許可フラグを設定し続けると、 ICカードが 紛失した場合や盗難に遭った場合にサービスやエリアの無断使用'不正使用により ユーザが損害を被るおそれがある。このため、 ICカードは、例えば電磁波が途絶えた ことに応答してアクセス許可状態を自動的にアクセス不可にする機構を備えていても よい。
[0136] また、誤った PINが入力された場合には、その都度、入力失敗回数記憶領域の記 録を更新する。そして、入力失敗回数が最大許容入力失敗回数設定領域に設定さ れた最大許容入力失敗回数に到達した場合には、該当するサービスの起動又はェ リアに対するアクセスを禁止する。
[0137] 一般には、この入力失敗回数は、一度入力に成功したらクリアするべきものである。
このようにして悪意あるユーザがしらみつぶしに暗証コードを調べることを防止する。 また、ユーザが誤って最大許容入力失敗回数に達して暗証コード入力に失敗してし まった場合は、 ICカードを管理する管理者 (例えば分割技術管理者や元のカード発 行者)のみが入力失敗回数記憶領域をクリアできるようにしてもょ 、。この管理者の認 証には、例えば後述するような秘密鍵による認証を使用することもできる。
[0138] 図 16には、ユーザ力も入力された暗証コードに従って、サービスの起動又はエリア へのアクセス権を制御するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
[0139] ユーザから暗証コードを入力すると (ステップ S11)、各暗証コード'サービス定義ブ ロックの暗証コード'サービス ·データ ·ブロックにアクセスして、暗証コードが一致する か否かを判別する (ステップ S 12)。
[0140] 暗証コード ·サービス ·データ ·ブロックの PINがユーザ入力された PINと一致する 場合には、その暗証コード ·サービス ·データ ·ブロック内のアクセス許可フラグを設定 して、対応するサービス又はエリアをアクセス可能状態にする (ステップ S13)。
[0141] 例えば、 ICチップをリーダ Zライタにかざして、リーダ Zライタに接続されている外 部機器（図示しな 、）のユーザ'インターフェースを用いて入力された PINを、電磁誘 導作用に基づく非接触近距離通信インターフェースで ICカードに送信することがで きる。
[0142] 図 16に示すように PINを用いてアプリケーションやディレクトリへのアクセス権を制 御する場合、悪意のあるユーザはしらみつぶしに PINを調べることにより、セキユリテ ィの壁が破られる可能性がある（特に桁数の少な 、暗証コードを用いる場合)。このた め、本実施形態では、暗証コード定義領域において、最大許容入力回数を設定して 、入力失敗回数が最大許容入力回数に到達したアプリケーション又はディレクトリを アクセス不可状態に設定することで、アクセス制御を行なうようにして 、る。
[0143] 図 17には、 PINの入力失敗回数によりサービスやエリアへのアクセス権制御を行な うための処理手順をフローチャートの形式で示している。
[0144] ユーザ力も PINを入力すると（ステップ S21)、各暗証コード'サービス定義ブロック にアクセスして、 PINがー致するか否かを判別する (ステップ S22)。
[0145] ユーザ入力された PINが暗証コード'サービス定義ブロックの PINと一致する場合 には、その暗証コード'サービス ·データ ·ブロック内のアクセス許可フラグを設定して 、該当するサービス又はエリアをアクセス可能状態にする (ステップ S23)。
[0146] 他方、ユーザ入力された PINがいずれの暗証コード'サービス定義ブロックの PINと も一致しない場合には、暗証コード定義領域内の入力失敗回数を更新する (ステツ プ S24)。また、ユーザ入力された PINがいずれの暗証コード'サービス定義ブロック の PINと一致し、照合に成功した場合には、入力失敗回数を 0にクリアする。
[0147] そして、ステップ S25では、更新された入力失敗回数が、暗証コード定義領域内で 設定されている最大許容入力回数に到達したか否かを判断する (ステップ S25)。
[0148] もし、入力失敗回数が最大許容入力回数に到達してしまったならば、その暗証コー ド定義領域内のアクセス許可フラグの設定を解除して、該当するサービス又はエリア をアクセス不可状態にする（ステップ S26)。この結果、悪意のあるユーザがしらみつ ぶしに PINを調べる行為を取り締まることができる。
[0149] また、ユーザが誤って最大許容入力失敗回数に達して暗証コード入力に失敗して しまった場合は、 ICカードを管理する管理者 (例えば、分割技術管理者、または元の カード発行者)のみが入力失敗回数記憶領域をクリアできるようにしてもょ 、。この管 理者の認証には、例えば秘密鍵による認証を使用することもできる。
[0150] 上述したように、本実施形態では、ファイル ·システム毎に管理し、各ファイル 'シス テムのセキュリティに関する脅威を分析、管理、並びに運用するようになっている。
[0151] 例えば、電磁誘導に基づく非接触近況通信インターフェース、あるいは UART48 や I2C49などの有線インターフェースを介して、あるファイル 'システムへのアクセスが 行なわれると、当該ファイル 'システムの発行者鍵 KIを用いた相互認証、並びに PIN 照合処理が行なわれ、これらの処理手続きに成功すると当該ファイル ·システムは解 除状態となり、読み Z書きなど許可されたアクセス動作が可能となる。発行者鍵を用 いた相互認証処理 (前述）は必須であるが、 PIN照合処理は任意であり、 PIN照合が 有効化されている場合のみその照合処理を行なう。また、認証'照合処理が成功裏 に終わり、ファイル 'システムが解除状態になった場合であっても、ファイル 'システム 内のエリアやサービスに個別の PIN照合が設定されている場合には、さらに逐次的 に PIN照合処理が要求される。
[0152] ここで、 ICカードのメモリ領域がサービス提供元事業者毎の複数のファイル 'システ ムに分割され共用されるシステムにお 、ては、あるファイル ·システムへのアクセスを 試み、相互認証処理並びに PIN照合処理を経て、解除状態となりセッションが確立し た際、この解除状態における他のファイル ·システムのセキュリティへの影響が問題と なる。何故ならば、セッションの状態が保たれると、その間、他のファイル 'システムへ のクラッキングの脅威がある力もである。
[0153] そこで、本実施形態では、 ICカードのメモリ領域に複数のファイル 'システムを分割 する機能と、各ファイル 'システム上のディレクトリやファイルに対する暗証コードの照 合機能を連携させることにより、ファイル 'システム毎に独立してセキュリティに関する 脅威を分析、管理、並びに運用するようにした。
[0154] すなわち、 ICカードのメモリ領域上に、論理的に複数のファイル ·システムが配置さ れている状態で (例えば、図 10を参照のこと）、外部機器又はプログラムがアクセス先 のファイル ·システムを変更したとき、各メモリ領域が保持しているシステム管理情報（ 相互認証情報を含む)や PINの解除情報などをリセットする。さらに、リカードへの 電源投入後、一定時間（例えば、利用時期のクラッキング技術やコンピュータの処理 速度から、利用しているセッション暗号スキームを絶対に解読することができない時 間）が経過した後、電源をリセットすることで、同様の相互認証 · PIN照合情報をリセッ トする。
[0155] 図 18には、 ICカード用のオペレーティング.システム（図 4を参照のこと）で管理され て 、る、相互認証 · PIN照合情報の状態遷移を示して 、る。
[0156] システム電源投入時、若しくは OSブート後は、ファイル 'システムへのアクセス時に 相互認証と PIN照合が求められる認証状態となる。但し、発行者鍵を用いた相互認 証処理 (前述）は必須であるが、 PIN照合処理は任意であり、 PIN照合が有効化され ている場合のみその照合処理が求められる。
[0157] ここで、電磁誘導に基づく非接触近況通信インターフェース、ある 、は UART48や I2C49などの有線インターフェースを介して、外部機器又はプログラムとの間で相互 認証が行なわれ、さらに PIN照合処理が行なわれ、これらの処理が成功裏に終了す ると、システムは解除状態となり、読み Z書きなど許可されたアクセス動作が可能とな る。
[0158] 解除状態では、 ICカードへの電源投入後、一定時間（例えば、利用時期のクラツキ ング技術やコンピュータの処理速度から、利用しているセッション暗号スキームを絶 対に解読することができない時間）が経過した後、電源をリセットすることで、認証状 態へ復帰する。
[0159] また、あるファイル 'システムにおいて解除状態となった後、他のファイル 'システム への切り替えがなされたときにも、認証状態へ復帰する。ファイル ·システムを切り替 える際には、そのエリア IDを取得するためのポーリング手続きが必要となるので、ォ ペレ一ティング 'システムはこれを検知することができ、エリア IDを返す前に相互認証 を実行する (前述)。
[0160] このように、システムが認証状態と解除状態を適宜切り替えることにより、セッション の状態が保たれることによるクラッキングの脅威を排除することができる。
[0161] ここで、図 19一図 21を参照しながら、 ICカード内のメモリ領域におけるシステム管 理と PIN機能管理の連携について説明する。但し、各図ではメモリ領域は 3つのファ ィル 'システムに分割されているものとする。
[0162] 図 19には、メモリ領域の初期（すなわちリセット直後）の状態を示している。各フアイ ル'システムは、外部機器又はプログラムがアクセスするための識別子であるシステム •コード SCと、システム管理情報 (相互認証情報を含む)、 PIN解除情報などを保持 することができる。
[0163] 図 20には、外部機器又はプログラムがファイル 'システム # 1に対して識別子 SC1 を用いてアクセスした際のメモリの状態を示している。外部機器又はプログラムは、戻 り値としてエリア IDを受け取ることができる。ファイル 'システム # 1がアクティブになる と、セキュリティ情報でもあるシステム管理情報 # 1及び PIN解除情報 # 1がメモリ領 域に保持される。
[0164] 図 21には、図 20に示した状態から、外部機器又はプログラムがファイル 'システム
# 2に対してシステム 'コード SC2を用 、てアクセスした直後のメモリの状態を示して いる。この場合、ファイル 'システムの切り替えが発生する。
[0165] アクティブなファイル ·システムの切り換えは、すべての論理的な機能の中で、最も 優先して行なわれる。ファイル 'システム # 2がアクティブになると同時に、ファイル'シ ステム # 1がアクティブであったときにメモリ領域上に保持されて 、たシステム管理情 報 # 1及び PIN解除情報 # 1は消去され、これに代わってシステム管理情報 # 2、及 び PIN解除情報 # 2カ モリに保持される。
[0166] このように、物理的なメモリ領域を複数のファイル ·システムに分割する機能と、各フ アイル'システム上のディレクトリやファイルに対する PIN機能とを連携させて考えるこ とで、ファイル ·システム毎に安全に管理 '運用することができるようになる。
産業上の利用可能性
[0167] 以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしなが ら、本発明の要旨を逸脱しな ヽ範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得 ることは自明である。
[0168] 本明細書では、 ICカードに内蔵されているメモリ領域についての情報管理方法を 例にとって本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の要旨はこれに限 定されるものではなぐ ICカード以外の機器に内蔵されている単一のメモリ'デバイス におけるセキュリティの管理にも同様に適用することができる。
[0169] 要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容 を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、請求の範囲 の記載を参酌すべきである。
図面の簡単な説明
[0170] [図 1]図 1は、電磁誘導に基づくカード読み書き装置と ICカードとの無線通信の仕組 みを概念的に示した図である。 [図 2]図 2は、カード読み書き装置と ICカードからなる系を 1個のトランスとして捉えて モデルィ匕した図である。
[図 3]図 3は、本発明の実施形態に係るデータ通信装置のハードウェア構成を示した 図である。
圆 4]本発明の一実施形態に係る ICカードにおけるメモリ領域の制御システム構成を 模式的に示した図である。
[図 5]図 5は、 ICカードを用いたサービス提供システムの全体的構成を模式的に示し た図である。
[図 6]図 6は、元のカード発行者が自らのファイル 'システムのみを管理しているメモリ 領域の状態を示した図である。
[図 7]図 7は、カード発行者が自らのファイル.システムの空き領域の内で、ある範囲の メモリを領域管理者に貸与 (又は譲渡)することが許可できることを示した図である。
[図 8]図 8は、他のサービス提供元事業者が、カード発行者カゝら許可された領域にお
V、てメモリ領域を分割し、新たなファイル ·システムを生成した状態を示した図である。
[図 9]図 9は、共通領域管理者が、カード発行者カゝら許可された領域において、共通 領域のシステム 'コード SCOでメモリを分割した状態を示した図である。
[図 10]図 10は、分割操作の繰り返しにより、 ICカードのメモリ領域上に複数のフアイ ル'システムが共存するメモリ空間の構造を模式的に示した図である。
[図 11]図 11は、外部機器と ICカードの間で交換される要求コマンドの構造を模式的 に示した図である。
[図 12]図 12は、ファイル ·システム内のディレクトリ構造例を模式的に示した図である
[図 13]図 13は、ファイル ·システムの基本構成を示した図である。
[図 14]図 14は、 ICカード 50のメモリ空間においてエリアが階層化されている様子を 示した図である。
[図 15]図 15は、暗証コード ·サービス ·データ ·ブロックのデータ構造を模式的に示し た図である。
[図 16]図 16は、ユーザ力も入力された暗証コードに従って、サービスの起動又はエリ O
ァへのアクセス権を制御するための処理手順を示したフローチャートである。
[図1— 11—7]図 17は、 PINの入力失敗回数によりサービスやエリアへのアクセス権制御を 行なうための処理手順を示したフローチャートである。
[図 18]図 18は、 ICカード用のオペレーティング .システム（図 4を参照のこと）で管理さ れて 、る、相互認証 · PIN照合情報の状態遷移を示した図である。
[図 19]図 19は、複数のファイル ·システムに分割されたメモリ領域の初期の状態を示 した図である。
[図 20]図 20は、外部機器又はプログラムがファイル 'システム # 1に対して識別子 SC 1を用いてアクセスした際のメモリの状態を示した図である。
[図 21]図 21は、図 20に示した状態から、外部機器又はプログラムがファイル 'システ ム # 2に対してシステム 'コード SC2を用 、てアクセスした直後のメモリの状態を示し た図である。
符号の説明
発行者用通信装置
12· ··運用者要通信装置
13· 製造者用通信装置
14· 記憶領域分割装置
is··運用ファイル登録装置
le- '•ICカード
17· ' "ネットワーク
21· ..カード発行者
22· ··カード記憶領域運用者
23· 装置製造者
24· ··カード記憶領域使用者
26· カード所有者
30· ··カード機能アナログ回路部
31· "整流器
32· ..アンテナ · ··シリアル'レギユレータ
…搬送波検出器
···クロック抽出器
···クロック選択器
···クロック発振器
…論理回路
…電圧検出器
…データ処理部
---RAM
· -ROM
---EEPROM
…信号処理部
---CPU
…データ暗号化エンジン
···エラー訂正部
•••UARTインターフェース
· ·'Ι インターフェース
· ··リーダ Zライタ機能アナログ回路部···送信アンプ
…送信アンテナ
…受信信号検出器
···受信アンプ'フィルタ
···受信アンテナ
0…データ通信装置

Claims

請求の範囲
[1] メモリ空間を備え、 1以上のファイル ·システムに分割して管理するデータ通信装置 であって、
外部機器又はプログラムからのアクセスに対し、ファイル 'システム毎に相互認証又 は暗証コードの照合手続きを要求する認証手段と、
アクセスに対し、相互認証又は暗証コードの照合手続きが要求されて 、る認証状 態、又は相互認証手続き又は暗証コードの照合手続きを経てアクセスが許可されて いる解除状態のいずれである力をファイル ·システム毎に管理する認証情報管理手 段と、
所定の事象の発生に応じてファイル 'システムの解除状態を認証状態に戻す状態 管理手段と、
を具備することを特徴とするデータ通信装置。
[2] 前記状態管理手段は、外部機器又はプログラムがアクセス先のファイル 'システムを 変更したとき、元のアクセス先のファイル 'システムの解除状態を認証状態にリセット する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のデータ通信装置。
[3] 前記状態管理手段は、ファイル 'システムが解除状態となって力 所定期間が経過 した後、あるいは電源投入後所定時間経過した後に認証状態にリセットする、 ことを特徴とする請求項 1に記載のデータ通信装置。
[4] メモリ空間を備え、 1以上のファイル ·システムに分割して管理するデータ通信装置 のメモリ管理方法であって、
外部機器又はプログラムからのアクセスに対し、ファイル 'システム毎に相互認証又 は暗証コードの照合手続きを要求する認証ステップと、
アクセスに対し、相互認証又は暗証コードの照合手続きが要求されて 、る認証状 態、又は相互認証手続き又は暗証コードの照合手続きを経てアクセスが許可されて いる解除状態のいずれである力をファイル ·システム毎に管理する認証情報管理ステ ップと、
所定の事象の発生に応じてファイル 'システムの解除状態を認証状態に戻す状態 管理ステップと、
を具備することを特徴とするデータ通信装置のメモリ管理方法。
[5] 前記状態管理ステップでは、外部機器又はプログラムがアクセス先のファイル 'シス テムを変更したとき、元のアクセス先のファイル 'システムの解除状態を認証状態にリ セットする、
ことを特徴とする請求項 4に記載のデータ通信装置のメモリ管理方法。
[6] 前記状態管理ステップでは、ファイル ·システムが解除状態となって力 所定期間が 経過した後、あるいは電源投入後所定時間経過した後に認証状態にリセットする、 ことを特徴とする請求項 4に記載のデータ通信装置のメモリ管理方法。
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