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JP2008059304A - 通信装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

通信装置および方法、並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ICカード機能とリーダライタ機能のいずれの機能においてもSAMを利用することができるようにする。
【解決手段】通信装置１のSAM１１は、ICカード機能とリーダライタ機能の両方を有し、受信されたコマンドに応じていずれかの機能を実行する。すなわち通信装置１は、図１に示すように、リーダライタとして、ICカード２とセキュアな近接通信を行うことができるとともに、ICカードとして、図示せぬリーダライタとセキュアな近接通信を行うことができる。本発明は、ICカードまたはリーダライタに適用される。
【選択図】図１

Description

本発明は通信装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、セキュアな近接通信を効率的に行うことができるようにした通信装置および方法、並びにプログラムに関する。
無線通信の１つである近接通信を行うことができるIC(Integrated Circuit)カードシステムが、その利便性から急速に普及してきている。
このICカードシステムは、ICカードとリーダライタ(Reader/Writer)とから構成され、リーダライタが搬送波（例えば、電磁波(RF(Radio Frequency))）を発生することにより、いわゆるRF(Radio Frequency)フィールド（磁界）が形成される。そして、ICカードが、リーダライタに近づけられると、ICカードに、電磁誘導によって電源が供給され、ICカードとリーダライタとの間でデータ伝送が可能となる。
ICカードシステムでは、この近接通信で得られたデータをセキュアに処理する装置として、SAM(Secure Application Module)と呼ばれる耐タンパー性を有する装置が用いられる。このSAMがICカードやリーダライタに実装されることにより、両者間のセキュアな近接通信が可能となる。
ところで、通常、ICカードやリーダライタに実装されているSAMは、ICカード機能向けまたはリーダライタ機能向けといった形で、いずれかの機能に特化されて設計されている。具体的には、SAMは、近接通信におけるデータの暗号処理、およびその暗号処理に利用する鍵を管理するが、ICカード機能とリーダライタ機能では、例えばその処理において参照されるパラメータが異なるので、ICカード機能向けとリーダライタ機能向けのSAMとでは、それぞれ異なるパラメータが設定されて設計されている。
SAMが、リーダライタに実装されてリーダライタにおけるセキュアな処理を実行する実施例は、特許文献１に開示されている。
特開2006-195792号公報
しかしながら、このように、SAMが、ICカード機能向けまたはリーダライタ機能向けのいずれかの機能に特化されて設計されると、当然ICカード機能向けのSAMは、リーダライタ機能向けSAMとしては利用することはできない。逆の場合においても同様である。
また例えばSAMがSIM（Subscriber Identity Module）形状を有し、着脱可能にSAMを利用することができる場合においても、ICカード機能向けのSAMまたはリーダライタ機能向けのSAMを、利用したい機能に応じて、利用者が付け替えする必要があり、面倒である。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、１つのSAMがICカード機能とリーダライタ機能のいずれの機能も実行することができるようにするものである。
本発明の一側面の通信装置は、セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信装置において、ICカード機能を実行するICカード機能実行手段と、リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行手段と、コマンドを受信する受信手段と、前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に応じて、ICカード機能実行手段またはリーダライタ機能実行手段を制御して、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御手段とを備える。
ICカード機能を実行するために必要な情報、およびリーダライタ機能を実行するために必要な情報を記憶する記憶手段をさらに備え、リーダライタ機能実行手段は、ICカード機能を実行するために必要な情報をさらに利用して、リーダライタ機能を実行することができる。
本発明の一側面の通信方法は、ICカード機能を実行するICカード機能実行ステップと、リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行ステップと、コマンドを受信する受信ステップと、前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定ステップと、前記判定ステップの処理での判定結果に応じて、ICカード機能実行ステップまたはリーダライタ機能実行ステップの処理で、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御ステップとを含む。
本発明の一側面のプログラムは、ICカード機能を実行するICカード機能実行ステップと、リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行ステップと、コマンドを受信する受信ステップと、前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定ステップと、前記判定ステップの処理での判定結果に応じて、ICカード機能実行ステップまたはリーダライタ機能実行ステップの処理で、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御ステップとを含む通信処理をコンピュータに実行させる。
本発明の一側面の通信装置および方法、並びにプログラムにおいては、コマンドが受信され、前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかが判定され、その判定結果に応じて、ICカード機能またはリーダライタ機能が実行される。
本発明によれば、例えば、１つのSAMがICカード機能とリーダライタ機能のいずれの機能も実行することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
本発明の一側面の通信装置は、
セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信装置において、
ICカード機能を実行するICカード機能実行手段（例えば、図３のCPU２１）と、
リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行手段（例えば、図３のCPU２１）と、
コマンドを受信する受信手段（例えば、図３の通信部２５）と、
前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定手段（例えば、図３のCPU２１）と、
前記判定手段による判定結果に応じて、ICカード機能実行手段またはリーダライタ機能実行手段を制御して、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御手段（例えば、図３のCPU２１）と
を備える。
ICカード機能を実行するために必要な情報、およびリーダライタ機能を実行するために必要な情報を記憶する記憶手段（例えば、図３のEEPROM２４）をさらに備え、
リーダライタ機能実行手段は、ICカード機能を実行するために必要な情報をさらに利用して、リーダライタ機能を実行することができる。
本発明の一側面の通信方法またはプログラムは、
セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信装置の通信方法において、またはセキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
ICカード機能を実行するICカード機能実行ステップ（例えば、図５のステップＳ８）と、
リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行ステップ（例えば、図５のステップＳ９）と、
コマンドを受信する受信ステップ（例えば、図５のステップＳ５）と、
前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定ステップ（例えば、図５のステップＳ７）と、
前記判定ステップの処理での判定結果に応じて、ICカード機能実行ステップまたはリーダライタ機能実行ステップの処理で、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御ステップと（例えば、図５のステップＳ７乃至ステップＳ９）
を含む。
図１および図２は、本発明を適用した通信装置１の利用例および構成例を示している。
通信装置１は、ICカード機能とリーダライタ機能の両方を有し、通信装置１の利用状況に応じていずれかの機能を適宜実行する。すなわち通信装置１は、図１に示すように、リーダライタとして、ICカード２とセキュアな近接通信を行うことができるとともに、図２に示すように、ICカードとして、リーダライタ４とセキュアな近接通信を行うことができる。
図１のPOS（Point Of Sales System）端末３および図２のPOS端末５は、リーダライタとしての通信装置１またはリーダライタ４に接続され、リーダライタとしての通信装置１またはリーダライタ４を制御して、ICカード２またはICカードとしての通信装置１との近接通信を実行させる。
例えば図１のPOS端末３から供給されたコマンドが通信装置１で暗号化されてICカード２に送信され、ICカード２から送信されてきたコマンドに応じたデータが通信装置１で復号されて、POS端末３に供給される。
なお通信装置１は、携帯電話機等の携帯型の装置であっても、POS端末と一体となった据え置き型の装置であってもよい。
通信装置１は、SAM１１、RF部１２、およびコントローラ１３を含んで構成される。
SAM１１は、例えばSIM形状を有し、通信装置１に着脱可能に装着され、通信装置１において行われる、ICカードまたはリーダライタとしての近接通信で得られたデータをセキュアに処理する。
RF部１２は、搬送波を利用した近接通信を、通信相手と行う。
コントローラ１３は、SAM１１およびRF部１２を制御して、ICカード機能またはリーダライタ機能を実現する処理を実行させる。
なお必要に応じて、図１に示したようにリーダライタとしての機能を実行する場合に対応して、通信装置１には、POS端末３との通信を制御する図示せぬ制御部がさらに設けられている。
図３は、SAM１１の構成例を示している。
SAM１１は、CPU（Central Processing Unit）２１、ROM（Read Only Memory）２２、SRAM（Static Random Access Memory）２３、EEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４、通信部２５、乱数発生器２６、および暗号復号エンジン２７がバス２８を介して相互に接続されるようにして構成されている。
CPU２１は、ROM２２に格納されたプログラムまたはEEPROM２４に外部からインストールされたプログラムを、SRAM２３にロードして実行する。
ROM２２には、図４に示すように、SAM１１における基本的な処理を実行するＯＳ（Operating System）３１、EEPROM２４上のデータをSRAM２３に展開したりする初期化プログラム３２、受信した通信パケットデータ（以下、コマンドパケットと称する）を解析し、コマンドが、ＩＣカード機能に対するものかリーダライタ機能に対するものかを判別するコマンドパケット処理プログラム３３、ICカード機能としての処理を実行するICカード機能プログラム３４、およびリーダライタ機能としての処理を実行するリーダライタ機能プログラム３５が格納されている。
図３に戻りSRAM２３は、ROM２２またはEEPROM２４に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアやプログラムスタック、および送受信用バッファや特殊レジスタ等の用途で使用される揮発性メモリである。
EEPROM２４は、不揮発性のユーザメモリ領域として、ＩＣカード機能およびリーダライタ機能で使用するデータが格納されている。ここには、外部の装置から送信されたプログラムも格納される。EEPROMではなくFERAM（Ferroelectric Random Access Memory）を用いてもよい。
通信部２５は、SAM１１と接続されるコントローラ１３とのデータの送受信を行う。外部の装置との接続形態は、接触でも非接触でもよい。
乱数発生器２６は、暗号復号エンジン２７で使用される乱数を発生させる。
暗号復号エンジン２７は、ICカードとリーダライタの通信路の暗号化や復号および、データへのアクセスする際のアクセス鍵の生成や、ユーザデータの暗号化や復号、また相互認証を行う際に使用される。
次に、通信装置１のSAM１１の動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１において、SAM１１が通信装置１の図示せぬスロットに装着されると、ステップＳ２において、コントローラ１３側からの契機でSAM１１の電源が投入され、ステップＳ３において、初期化プログラム３２が起動され、ハードウエアの初期化およびソフトウエアの初期化が行われる。
ハードウエアおよびソフトウエアの初期化が完了すると、ステップＳ４において、ＯＳ３１が起動され、ＯＳ３１は、SAM１１と、コントローラ１３との相互認証を行う。このようにSAM１１とコントローラ１３との間で相互認証が行われることにより、SAM１１は、通信装置１において動作可能となり、コントローラ１３との間でデータを授受することができるようになる。
相互認証の方法は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ９７９８−２で定義される、対象鍵暗号方式を使用する方法があるが、これに限定しない。またこのような相互認証と同時に、一時的なセッション鍵を共有し、このセッション鍵を用いて通信データを暗号化した上で、SAM１１と接続されている装置間でデータのやり取りが行われる。セッション鍵が異なる仕組みであれば、相互認証時の共有鍵はそれぞれの装置で同一であってもよいが、共有鍵が異なっていたほうが、より安全である。
相互認証が完了するとＯＳ３１は、ステップＳ５において、コマンドパケットが受信されるまで待機し、コマンドパケットが受信された場合、ステップＳ６において、受信されたコマンドパケットを、SAM１１のSRAM２３上にある送受信バッファに格納するとともに、コマンドパケット処理プログラム３３を起動する。
次に、ステップＳ７において、コマンドパケット処理プログラム３３は、受信されたコマンドパケットが、ICカードに対するものか、リーダライタに対するものかを判定する。
コマンドパケットには、図６に示すように、識別子５１に続くデータ列がコマンドパケットであって、それがICカードに対するものであるか、リーダライタに対するものであるかを示す機能識別情報を含む識別子５１が格納されている。
またEEPROM２４には、図７に示すように、機能識別情報に対応する機能を示すテーブルが記憶されている。
すなわちコマンドパケット処理プログラム３３は、図７のテーブルを参照して、受信したコマンドパケットの識別子５１の機能識別情報から、受信されたコマンドパケットが、ICカードに対するものか、リーダライタに対するものかを判定する。
なお図６のコマンドパケットのパケット長５２は、コマンドパケット上の、パケット長５２からコマンドデータ５４までのデータ列の長さを示すデータである。
コマンドコード５３は、システムのプロトコル仕様に基づく処理の内容を示すコードであり、コマンドデータ５４は、コマンドコード５３に対応した処理において用いられるデータである。
ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）５５は、コマンドパケット上において、パケット長５２からコマンドデータ５４までのデータ列の整合性を検証するためのもので、例えばＣＲＣ−ＣＣＩＴＴ方式で算出したものである。なおＣＲＣ５５は、コマンドパケットが経由する機器内で変更された場合は再計算される。
図５に戻りステップＳ７で、受信されたコマンドパケットが、ICカードに対するものであると判定した場合、コマンドパケット処理プログラム３３は、ステップＳ８において、ICカード機能プログラム３４を起動するとともに、受信されたコマンドパケットを、ICカード機能プログラム３４に供給する。
ICカード機能プログラム３４は、供給されたコマンドパケットのコマンドコード５３によって特定されるICカード機能上の処理を、コマンドデータ５４を用いて実行する。
一方ステップＳ７で、受信されたコマンドパケットが、リーダライタに対するものであると判定された場合、ステップＳ９に進み、コマンドパケット処理プログラム３３は、リーダライタ機能プログラム３５を起動するとともに、受信されたコマンドパケットを、リーダライタ機能プログラム３５に供給する。
リーダライタ機能プログラム３５は、供給されたコマンドパケットのコマンドコード５３によって特定されるリーダライタ機能上の処理を、コマンドデータ５４を用いて実行する。
その後処理は終了する。
なお、以上においては、図１および図２を参照して、通信装置１におけるリーダライタ機能およびICカード機能を、それぞれ個々に説明したが、一連の処理の中でリーダライタ機能とICカード機能が切り替わるようにすることもできる。
例えば図２の例のように、ICカードとしての通信装置１と、リーダライタ４との処理において、別のICカード（図示せず）の情報が必要となった場合、通信装置１は、リーダライタとして動作し、その別のICカードから必要な情報を取得するとともに、その後、さらにICカードとして動作し、リーダライタ４との処理を実行する。
具体的には、リーダライタ４にICカードとしての通信装置１がかざされると、通信装置１において、ICカードとしての処理が実行されるが、その処理の途中で、例えば通信装置１の図示せぬ表示部に、「別のICカードをかざしてください」というメッセージが表示される。そして利用者より所定の操作がなされると（例えば、通信装置１の所定のボタン（図示せず）が操作されると）、ICカードとして動作していた通信装置１において、リーダライタ機能が起動され、通信装置１は、リーダライタとして、ICカードとの通信待ちとなる。
そしてリーダライタとしての通信装置１に、別のICカードがかざされると、通信装置１は、リーダライタ機能によって、その別のICカードから、必要な情報を読み取るとともに、その後、ICカード機能が起動され、通信装置１は、ICカードとして、リーダライタ４に、別のICカードから取得した情報に基づくレスポンスを返す。
以上のように、通信装置１のSAM１１が、ICカードとしての機能とリーダライタとしての機能の両方を有し、受信されたコマンドに応じていずれかの機能を実行するようにしたので、例えばSAM１１を、利用する機能に応じて取り替えることなく、通信装置１においてセキュアな近接通信を行うことができる。
ところで通信装置１がリーダライタとしての機能を実行する場合（図１）、通常、最初に、通信装置１が、ICカード２と共通するアクセス鍵で暗号化したコマンドパケットをICカード２に送信するが、このアクセス鍵は、従来においては、POS端末３から供給されていた。
本発明においては、例えば図１の通信装置１は、ICカードとしての機能をも有しているので、ICカード２としての情報（アクセス鍵を含む）を有しており、その情報を利用してコマンドパケットを暗号化することができる。
例えば、図１の通信装置１は、ICカード２と通信し、ICカード２から、ICカード２のID情報を取得し、そのIDのICカード情報を保有しているか否かを判定し、保有していると判定した場合、そのアクセス鍵でコマンドパケットを暗号化してICカード２に送信する。
従来では、上述したように、POS端末３でアクセス鍵が算出されるので、すなわち、POS端末３を管理するサービス事業者が、セキュリティ情報(アクセスするためのアルゴリズムや鍵)を把握していることになるので、リーダライタとしての通信装置１の製造者以外の者が、例えばIP（Internet Protocol）資産を使用することになり、セキュリティ上問題があった。
これに対して、本発明のようにすることで、両者の間のセキュリティに係る情報とそれを用いた処理を、セキュアアクセスモジュールの閉じた環境内で行うことができるので、セキュリティに関するIP資産を外部に出す必要がなく、より安全にICカードシステムを利用することができる。
なおここでは、ICカード情報をICカード２から取得して、ICカード２との通信に必要なアクセス鍵を決定するようにしたが、通信装置１が、例えばPOS端末３から、いまから通信を行うICカード２との通信に必要なアクセス鍵を示す情報や、アクセス鍵のバージョンを示す情報を取得し、その情報に応じたアクセス鍵で、ICカード２との通信を行うようにすることもできる。
従ってこの場合、通信装置１における処理（すなわち通信装置１で実行されるアプリケーション）が、例えば複数のサービス事業者（POS端末等）からの情報を利用するとき、サービス事業者に他のサービス事業者にかかるアクセス鍵が知られることがないので、鍵情報の漏洩などのリスクを軽減することができる。
また図３のSAM１１の構成においては、EEPROM２４には、外部の装置から送信されたプログラムを格納し、CPU２１が、そのプログラムを実行することもできるとしたが、図８は、プログラムをダウンロードする場合の具体例を示している。
POS端末３は、LAN又はインターネット等のネットワーク５１に接続され、ネットワーク５１には、通信装置１にダウンロードするプログラムを格納するサーバ５２が接続されている。
すなわち通信装置１は、POS端末３およびネットワーク５１を介してサーバ５２と通信し、必要なプログラムをダウンロードし、EEPROM２４に格納する。
図９は、プログラムをダウンロードする場合の他の具体例を示している。
POS端末３には、USB等で接続されているメディア用ドライブ５３が接続されている。ドライブ５３に装着された、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体から読み出されてEEPROM２４にインストールされる。
このようにプログラムをダウンロードすることができるようにしたので、例えば格納されているプログラムの一部をダウンロードして、機能の入れ換えを容易に行うこともできる。
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
本発明を適用した通信装置１の利用例を示すブロック図である。 本発明を適用した通信装置１の他の利用例を示すブロック図である。 図１または図２のSAM１１の構成例を示すブロック図である。 図３のROM２２に格納されているプログラムを示す図である。 SAM１１の動作を説明するフローチャートである。 コマンドパケットの構成例を示す図である。 機能識別情報を説明する図である。 本発明を適用した通信装置１の他の利用例を示すブロック図である。 本発明を適用した通信装置１の他の利用例を示すブロック図である。
符号の説明
１ 通信装置， ２ ICカード， ３ POS端末， ４ リーダライタ， ５ POS端末， ３１ ＯＳ， ３２ 初期化プログラム， ３３ コマンドパケット処理プログラム， ３４ ICカード機能プログラム， ３５ リーダライタ機能プログラム

Claims (4)

  1. セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信装置において、
    ICカード機能を実行するICカード機能実行手段と、
    リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行手段と、
    コマンドを受信する受信手段と、
    前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定手段と、
    前記判定手段による判定結果に応じて、ICカード機能実行手段またはリーダライタ機能実行手段を制御して、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御手段と
    を備える通信装置。
  2. ICカード機能を実行するために必要な情報、およびリーダライタ機能を実行するために必要な情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
    前記リーダライタ機能実行手段は、ICカード機能を実行するために必要な情報をさらに利用して、リーダライタ機能を実行する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信装置の通信方法において、
    ICカード機能を実行するICカード機能実行ステップと、
    リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行ステップと、
    コマンドを受信する受信ステップと、
    前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップの処理での判定結果に応じて、ICカード機能実行ステップまたはリーダライタ機能実行ステップの処理で、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御ステップと
    を含む通信方法。
  4. セキュアな近接通信において必要な鍵を管理する通信処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    ICカード機能を実行するICカード機能実行ステップと、
    リーダライタ機能を実行するリーダライタ機能実行ステップと、
    コマンドを受信する受信ステップと、
    前記受信されたコマンドがICカード機能に対するコマンドかまたはリーダライタ機能に対するコマンドであるかを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップの処理での判定結果に応じて、ICカード機能実行ステップまたはリーダライタ機能実行ステップの処理で、ICカード機能またはリーダライタ機能を実行させる機能実行制御ステップと
    を含む通信処理をコンピュータに実行させるプログラム。
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