JP4187235B2 - 非接触メディア利用システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駅の出改札業務等に利用される自動改札機や関連機器等の駅務機器およびその利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動改札機に投入せず、単に自動改札機の面にかざすだけで自動改札できるＩＣカードが普及している。このような非接触メディアを利用する自動改札機や関連機器およびそのシステムでは、非接触メディアへアクセスするための鍵データを固定的に持ち、秘密の鍵データとして管理することでシステムのセキュリティ性を確保するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の処理方式にあっては、鍵データが第三者へ漏洩したり、改ざんされたりして非接触メディア内の有効情報、例えば金額データ、期間データ、区間データ、カードＩＤデータ等の変更や非接触メディアの偽造コピー等に悪用された場合、このシステムの信頼性であるセキュリティを回復するのは大変困難なことである。
【０００４】
また、セキュリティを回復する場合、セキュリティの確保された新鍵データへシステム全体を変更することが考えられるが、この場合、例えば５００円硬貨の偽造事件発生に対し、旧５００円から新５００円への変更（旧材質から新材質への変更）のシステム対応に見られるような、新鍵データを持つ全非接触メディアへの回収・交換、新鍵データ対応のシステム関連の全機器への回収・変更等が必要であり、膨大な時間とコストが必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、非接触メディアにアクセスするために必要な旧鍵データを新鍵データへ自動改札機で自動的に書き換えることにより、旧鍵データから新鍵データへの書き換えを、それほどの時間とコストを必要とせず、容易に行えるようにすることを目的としている。
本発明は、非接触で通信可能な非接触メディア内に鍵データが保持され、前記鍵データを利用して非接触メディアへのアクセスを行う各駅務機器に対して、旧鍵データ及び新鍵データの両方の鍵データ利用を有効状態に設定した後、旧鍵データから新鍵データへの書き換え処理を有効状態に設定する非接触メディア利用システムであって、
各駅務機器は、通信可能な範囲内に非接触メディアが入った時、非接触メディアに保持された鍵データのバージョンを取得して旧バージョンか新バージョンかを判断し、旧バージョンのとき旧鍵データを新鍵データへ書き換える鍵データ書換手段と、新鍵データへの書き換え回数を更新して表示する表示手段とを備え、
各駅務機器の表示手段の書き換え回数に基づいて市場の全非接触メディアが新鍵データへ書き換え完了か否か判断し、市場の全非接触メディアが書き換え完了したと判断したとき、新鍵データのみ非接触メディアへアクセス可能に各駅務機器を設定することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は非接触メディア自動改札機を説明する図、図２は非接触メディア利用機器を説明する図である。
ＩＣチップが組み込まれ、通信用アンテナを内蔵する非接触メディア１を自動改札機３のアンテナ２に対して所定距離内に置くと、自動改札機３では、短時間に▲１▼メディアの検知、▲２▼メディアの認証、▲３▼データ読み取り、▲４▼データ書き込みを行い、これらの処理が終了すると扉４を開いて通り抜けできるようにし、この通行客が通ったことを検知センサ５によって検知している。
【０００７】
図２（ａ）に示す非接触メディア利用機器６は、例えばメディア発行機、メディアに定期券データや金額データ等をチャージするためのメディアチャージ機、不足金額を精算するためのメディア精算機等であり、非接触メディアと通信して所定の処理を実行する非接触メディア処理機構７を有している。
【０００８】
図２（ｂ）の非接触メディア利用機器は、窓口での処理機や係員が持つ処理機等であり、所定の処理を行うためプログラムが組み込まれたパソコン８とこれに接続された非接触メディア処理機構９からなっている。
【０００９】
図３は非接触メディアの構成を示すブロック図である。
非接触メディアのＩＣチップは通信処理やデータの読み取り／書き込み処理等を実行するＣＰＵ１０、処理を実行するためのメモリエリアを提供するＲＡＭ１１、制御プログラムやアプリケーションプログラムを組み込んだＲＯＭ１２、アンテナ１４を通して自動改札機や利用機器等各種機器との通信を行う無線通信回路１３からなっている。
【００１０】
図４は非接触メディア自動改札機の構成を示すブロック図である。
鍵の書き換え処理、通常の改札処理等を実行するＣＰＵ２０にはデータの一時記憶エリアを提供するＲＡＭ２１、各種制御プログラムやアプリケーションプログラムが組み込まれるＲＯＭ２２、上位機種と通信を行うインターフェース機構２３、アンテナカードリーダ／ライタ２５で非接触メディアとの通信を行い、その処理を行う非接触メディア処理機構２４、投入された磁気券を搬送する機構２７を制御する磁気券処理機構２６、扉の開閉機構２９を制御する扉制御機構２８、通行客検知センサ３１の検知処理を実行する通行客検知機構３０、自動改札処理結果のデータを表示する表示機構３２からなっている。
【００１１】
図５は非接触メディア利用機器の構成を示すブロック図である。
メディアの発行処理、精算処理、データのチャージ処理等を実行するＣＰＵ４２はデータの一時記憶エリアを提供するＲＡＭ４１、制御プログラムやアプリケーションプログラムが組み込まれたＲＯＭ４２、上位機種と通信を行うインターフェース機構４３、アンテナカードリーダ／ライタ４５により非接触メディアと通信するための非接触メディア処理機構４４、投入された磁気券を搬送する機構４７を制御する磁気券処理機構４６、利用機器の各部を制御する制御機構４８からなっている。
【００１２】
図６は非接触メディアと自動改札機や利用機器との通信処理を説明する図である。
非接触メディアが通信可能な範囲内に入ると、アンテナカードリーダ／ライタによりデータが読み取られ、改札機あるいは利用機器側で非接触メディアの検知と鍵バージョンの読み取りが行われる。次いで、改札機／利用機器では、保持している鍵データを使って、非接触メディアの認証を行う。認証処理は改札機／利用機器が持つ鍵により暗号化したデータを送り、非接触メディアの持つ鍵により復号化し、そのデータを受信して改札機／利用機器が持つ鍵と非接触メディアの持つ鍵の一致性をチェックするものである。
【００１３】
認証処理が正常終了すると、データ読み取り命令を送って非接触メディアからデータを読み取り、期間は有効か否か、金額は足りているか等の判定を行って、データ書き込み指令を送り、非接触メディアから書き込み終了データを受信すると処理が終了する。
【００１４】
図７は非接触メディア自動改札機における鍵書き換え処理フローを説明する図である。
非接触メディアを検知すると（ステップＳ１）、非接触メディアの鍵バージョンを取得し（ステップＳ２）、旧鍵バージョンか新鍵バージョンかの判断をし、対応する非接触メディアへのアクセス鍵での認証を行い（ステップＳ３）、非接触メディアのデータを読み取る（ステップＳ４）。読み取ったデータから非接触メディアが乗客用の通常メディアか、保守要員が保持するモード設定メディアかを判断し（ステップＳ５）、モード設定メディアであれば機器の動作モード設定処理を行い（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。
【００１５】
乗客用の通常の非接触メディアであれば、非接触メディアの判定、データの有効性を判定する（ステップＳ７）。非接触メディアの判定は、例えばメディア自体が偽造されたものか、自動改札機側で持っている使用禁止すべきリストに載っているものか等の判定を行い、データの有効性は期間や区間、大人／子供等についての判定である。
【００１６】
次いで判定結果を判断し（ステップＳ８）、判定結果が認められるものであれば非接触メディアへの書き込みデータを生成し（ステップＳ９）、次いで旧鍵バージョンか否か判断し（ステップＳ１０）、旧鍵バージョンであれば書き込みデータに新鍵バージョンの書き換えデータをセットし（ステップＳ１１）、新鍵データへの書き換え回数を更新して表示器に表示し（ステップＳ１２）、非接触メディアへ全書き込みデータを通知する（ステップＳ１３）。ステップＳ１０において、旧鍵バージョンでなく、既に書き換えられた新鍵バージョンの場合には、ステップＳ１３に移行する。
【００１７】
次いで、書き込み終了の応答があるか否か判断し（ステップＳ１４）、書き込みが終わっていれば改札機の扉を開き、一人通過許可にし（ステップＳ１５）、改札機の一人通過を検出すると（ステップＳ１６）、ステップＳ１に戻って同様の処理が行われる。
【００１８】
ステップＳ８において、非接触メディアの判定、データの有効性の判定が認められなかった場合、また、ステップＳ１４において書き込み正常終了の応答がない場合には、改札機の扉を閉め（ステップＳ１７）、改札機の通路内から通行客の退去を検知すると（ステップＳ１８）、ステップＳ１に戻って同様の処理が行われる。
【００１９】
図８は非接触メディア自動改札機／利用機器における通常処理フローを説明する図である。
非接触メディアを検知すると（ステップＳ２１）、非接触メディアの鍵バージョンを取得する（ステップＳ２２）。次いで、新鍵バージョンか否か判断し（ステップＳ２３）、新鍵バージョンであれば非接触メディアへ新アクセス鍵での認証を行う（ステップＳ２４）。新鍵バージョンでない場合には、旧鍵バージョンか否か判断し（ステップＳ２５）、旧鍵バージョンであれば旧鍵バージョン受け付け可か否か判断し（ステップＳ２６）、受け付け可であれば非接触メディアへ旧アクセス鍵での認証を行う（ステップＳ２７）。次いで、非接触メディアのデータを読み取り（ステップＳ２８）、乗客用の通常非接触メディアか、保守要員が保持するモード設定メディアか否か判断し（ステップＳ２９）、モード設定メディアであれば機器の動作モード設定処理を行い（ステップＳ３０）、ステップＳ２１に戻る。
【００２０】
乗客用の通常メディアであれば非接触メディアの判定、データの有効性を判定し（ステップＳ３１）、判定は認められるのか否か判断し（ステップＳ３２）、判定が認められるものであれば非接触メディアへの書き込みデータを生成し（ステップＳ３３）、非接触メディアへ書き込みデータを通知する（ステップＳ３４）。次いで、書き込み可の応答があるか否か判断し（ステップＳ３５）、応答があれば判定が認められる時の非接触メディア利用機器の通常の処理を行う（ステップＳ３６）。
【００２１】
ステップＳ２５において新鍵バージョンでも旧鍵バージョンでもない場合、ステップＳ２６において旧鍵バージョンが受け付け不可の場合、ステップＳ３２において判定が認められない場合、ステップＳ３５において書き込み可の応答がない場合には、判定が認められない時の非接触メディア利用機器の処理を行い（ステップＳ３７）、ステップＳ２１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００２２】
図９はモード設定メディアにより機器の動作モードを設定する処理フローを説明する図である。
係員が自動改札機にモード設定メディアをかざして旧鍵の受け付け、新鍵の受け付けをＮＧ（受け付け不可）に設定する（ステップＳ４１）。次いで、新鍵の有効設定有りか否か判断し（ステップＳ４２）、有効設定有りの場合には新鍵バージョン、アクセス鍵を設定して新鍵を受け付け可にする（ステップＳ４３）。新鍵の有効設定なしの場合には、旧鍵の有効設定有りか否か判断し（ステップＳ４４）、有効設定有りの場合には旧鍵バージョン、アクセス鍵を設定し、旧鍵を受け付け可にする（ステップＳ４５）。次いで、自動改札機での書き換えモード設定を許可するか否か判断し（ステップＳ４６）、許可する場合には鍵書き換えモードに設定する（ステップＳ４７）。許可しない場合には通常モードに設定する（ステップＳ４８）。
【００２３】
この処理により、通常モード／鍵書き換えモードにおいて、旧鍵、新鍵とも受け付け不可、旧鍵、新鍵の何れかを受け付け可、旧鍵、新鍵とも受け付け可の４通りの設定が可能である。したがって、旧鍵データ及び新鍵データの両方の鍵データ利用を有効状態にした後、自動改札機での旧鍵データから新鍵データへの書き換え処理を有効状態にし、一定期間経過した後、自動改札機での旧鍵データによる非接触メディアへのアクセスを禁止し、新鍵データでのアクセスのみ許可することが可能である。
【００２４】
図１０はセキュリティシステムの運用処理を説明する図である。
旧鍵データ、新鍵データでの非接触メディアへのアクセス設定に全機器を設定し（ステップＳ５１）、旧鍵データから新鍵データへの鍵書き換えモードに入場の改札機をセットし（ステップＳ５２）、市場のメディアが新鍵データへ書き換え完了か否か判断する（ステップＳ５３）。この判断は、例えば鍵書き換え改札機の表示機に１日間で鍵書き換え回数が０件であったことを確認することにより行う。全メディアが書き換え完了すると、図９で説明したモード設定処理により新鍵データのみの非接触メディアへのアクセス設定を各機器に行う（ステップＳ５４）。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば以下のような効果が得られる。
▲１▼通行客が自動改札機で非接触メディアを操作するだけで、旧鍵データを持つ非接触メディアに対し、その旧鍵データを新鍵データへ書き換え変更することができる。そのため、通常、通行客が自動改札機を利用する操作でこれを行うため、通行客は知らないままに非接触メディアを交換することなく、新たなセキュリティの確保された新鍵データを持つ非接触メディアへ移行することができる。
▲２▼旧鍵データを持つ非接触メディアを新鍵データへ書き換える処理を自動改札機で実施するとき、市場では一時的に旧鍵データと新鍵データの２つの非接触メディアが存在することになる。このとき、市場のメディアが全て新鍵データへ書き換え完了したか否かを鍵書き換え改札機の書き換え回数が０か否かで判断しているので、非接触メディアの利用可能な他の機器に対しても、市場混乱を全く発生させないで、新鍵データのみ利用可能な、新たにセキュリティの確保されたシステムへ移行することができ、システムのセキュリティの信頼性を短期間で回復することができる。
▲３▼自動改札機や非接触メディア利用プログラム変更、回収をすることなく、各種モード設定用の専用モード設定非接触メディアを利用し、保守員による各機器のモード設定変更をすることができるため、多くの非接触メディア利用機器に対しても非常に低コストでの対応作業が可能となり、システム全体のセキュリティの信頼性を最小限なコストにより回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 非接触メディア自動改札機を説明する図である。
【図２】 非接触メディア利用機器を説明する図である。
【図３】 非接触メディアの構成を示すブロック図である。
【図４】 非接触メディア自動改札機の構成を示すブロック図である。
【図５】 非接触メディア利用機器の構成を示すブロック図である。
【図６】 非接触メディアと自動改札機や利用機器との通信処理を説明する図である。
【図７】 非接触メディア自動改札機における鍵書き換え処理を説明する図である。
【図８】 非接触メディア自動改札機／利用機器における通常の処理フローを説明する図である。
【図９】 モード設定メディアにより機器の動作モード設定する処理フローを説明する図である。
【図１０】 セキュリティシステムの運用処理を説明する図である。
【符号の説明】
１…非接触メディア、２…アンテナ、３…自動改札機、４…扉、５…検知センサ、６…非接触メディア利用機器、７…非接触メディア処理機構、８…パソコン、９…非接触メディア処理機構、１０…ＣＰＵ、１１…ＲＡＭ、１２…ＲＯＭ、１３…無線通信回路、２０…ＣＰＵ、２１…ＲＡＭ、２２…ＲＯＭ、２３…インターフェース機構、２４…非接触メディア処理機構、２５…アンテナカードリーダ／ライタ、２６…磁気券処理機構、２７…磁気券搬送機構、２８…扉制御機構、２９…扉開閉機構、３０…通行客検知機構、３１…通行客検知センサ、３２…表示機構、４０…ＣＰＵ、４１…ＲＡＭ、４２…ＲＯＭ、４３…インターフェース機構、４４…非接触メディア処理機構、４５…アンテナカードリーダ／ライタ、４６…磁気券処理機構、４７…磁気券搬送機構、４８…制御機構。

Claims (1)

1. 非接触で通信可能な非接触メディア内に鍵データが保持され、前記鍵データを利用して非接触メディアへのアクセスを行う各駅務機器に対して、旧鍵データ及び新鍵データの両方の鍵データ利用を有効状態に設定した後、旧鍵データから新鍵データへの書き換え処理を有効状態に設定する非接触メディア利用システムであって、
   各駅務機器は、通信可能な範囲内に非接触メディアが入った時、非接触メディアに保持された鍵データのバージョンを取得して旧バージョンか新バージョンかを判断し、旧バージョンのとき旧鍵データを新鍵データへ書き換える鍵データ書換手段と、新鍵データへの書き換え回数を更新して表示する表示手段とを備え、
   各駅務機器の表示手段の書き換え回数に基づいて市場の全非接触メディアが新鍵データへ書き換え完了か否か判断し、市場の全非接触メディアが書き換え完了したと判断したとき、新鍵データのみ非接触メディアへアクセス可能に各駅務機器を設定することを特徴とする非接触メディア利用システム。

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