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JP4883016B2 - 自動販売機の制御システム - Google Patents
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本発明は、自動販売機の制御システムに関し、より詳細には、外部記憶媒体が電気的に接続された自動販売機の制御装置に、該外部記憶媒体に格納された所定のプログラムやデータに関する情報の書き換え、あるいは所定のデータ情報の該外部記憶媒体への書き込みを行う自動販売機の制御システムに関する。
従来、外部記憶媒体が電気的に接続された自動販売機の制御装置に、該外部記憶媒体に格納される所定のプログラムやデータに関する情報の書き換え、あるいは所定のデータ情報の該外部記憶媒体への書き込みを行わせる自動販売機の制御システムが知られている。
このような自動販売機の制御システムは、管理装置と、自動販売機の制御装置とを備えて構成されている。管理装置は、例えばパソコン(PC)等のようなものであり、専用ツール上で電気的に接続された外部記憶媒体に所定のプログラムやデータに関する情報を書き込み、あるいは該外部記憶媒体に格納されたデータ情報の読み出しを行うためのものである。
自動販売機の制御装置は、プログラム記憶装置と、データ記憶装置と、演算装置とを備えて構成されている。プログラム記憶装置は、例えばフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、制御プログラムを記憶するためのものである。データ記憶装置は、例えばDRAMやSRAM等の電源バックアップ付メモリであり、制御プログラムによりアクセスされるデータを記憶するためのものである。演算装置は、例えばCPU等であり、プログラム記憶装置に記憶された制御プログラムを実行するためのものである。かかる自動販売機の制御装置では、演算装置が制御プログラムを実行することにより動作を行い、制御プログラムは、データ記憶装置の所定領域に例えば売上データ等の各種データを記録する。
そして、上記制御システムにおいては、例えば制御プログラムのバージョンアップを行う場合に、管理装置により新たな制御プログラムが生成されて書き込まれた専用のメモリーカードが制御装置に電気的に接続され、プログラム記憶装置に制御プログラムとともに記憶する書き換え用プログラムを実行することにより、制御プログラムを新たな制御プログラムに書き換えている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−172917号公報
ところで、上述したような自動販売機の制御システムにおいては、外部記憶媒体として専用のメモリーカードを用いていたために次のような問題があった。メモリーカードは、コンシューマ向けのものでないために入手が比較的困難であり、また価格的にも高価であった。しかも、上記メモリーカードの容量は自動販売機1台分の情報しか格納できない低容量のものであり、複数機種の自動販売機に対してバージョンアップ等を行う場合には、複数機種分のメモリーカードを必要とし、煩雑なものとなる虞れがあった。
一方、近年、例えばUSBメモリ等に代表される記憶媒体は、パソコンやデジタル機器等のコンシューマ向けに普及して大量生産されているために入手が比較的容易であり、しかも低価格化およびメモリ容量の大容量化が進んでいる。
このようなUSBメモリ等を外部記憶媒体として上述した制御システムに用いれば、USBメモリのメモリ容量の大容量化および低価格化により、1つのUSBメモリで複数機種分の自動販売機の情報を格納することができるために、所定のプログラムやデータに関する情報の書き換え、あるいは所定のデータ情報の書き込みを行うブート処理が煩雑なものとならないばかりか、コストの低減化を図ることも可能になる。しかしながら、USBメモリ等の記憶媒体を用いる場合には、複数機種分の自動販売機の情報を格納することができるために、それぞれの情報に対して安全性を確保するが求められている。
本発明は、上記実情に鑑みて、例えばUSBメモリ等の記憶媒体に適用可能で、十分な安全性を確保しながら情報の書き換え、あるいは書き込みを行うことができる自動販売機の制御システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る自動販売機の制御システムは、電気的に接続された外部記憶媒体に、所定のプログラムやデータに関する情報の書き込み、あるいは該外部記憶媒体に格納されたデータ情報の読み出しを行う管理装置と、前記外部記憶媒体が電気的に接続された場合に該外部記憶媒体に格納される所定のプログラムやデータに関する情報の書き換え、あるいは記憶手段に記憶された所定のデータ情報の前記外部記憶媒体への書き込みを行う自動販売機の制御装置とを備えた自動販売機の制御システムであって、前記管理装置は、平文のまま格納、あるいは署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルがファイルの種別毎に規定されたセキュリティレベル情報を署名付与、かつ暗号化した状態で前記外部記憶媒体に書き込みを行い、前記制御装置は、前記セキュリティレベル情報を復号化して署名チェックを行い、該セキュリティレベル情報に規定されたセキュリティレベルに応じて書き換え、あるいは書き込みを行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る自動販売機の制御システムは、上述した請求項1において、前記制御装置は、前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報が、書き換え可能な内部メモリに記憶される同一のファイル名のプログラム情報よりもバージョンが新しい場合には、前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報を読み出して前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報に書き換えることを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る自動販売機の制御システムは、上述した請求項2において、前記制御装置は、前記内部メモリに記憶するプログラム情報と同一のファイル名のプログラム情報が前記外部記憶媒体に複数格納されている場合には、最新のバージョンのプログラム情報を読み出して書き換えることを特徴とする。
また、本発明の請求項4に係る自動販売機の制御システムは、上述した請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記管理装置は、前記所定のプログラム情報を該プログラム情報のファイル名を用いて署名付与および/または暗号化して前記外部記憶媒体に書き込みを行い、前記制御装置は、前記セキュリティレベルに応じて、前記ファイル名を用いて復号化および/または署名チェックを行って前記情報の書き換えを行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項5に係る自動販売機の制御システムは、上述した請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記管理装置は、前記自動販売機の出荷前業務に供するファイルについては平文のまま格納する旨のセキュリティレベルが規定されたセキュリティレベル情報の書き込みを行う一方、前記自動販売機の出荷後の業務に供するファイルについては署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルが規定されたセキュリティレベル情報の書き込みを行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項6に係る自動販売機の制御システムは、上述した請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記制御装置が前記プログラム情報を復号化および/または署名チェックを行って書き換える場合、あるいは前記制御装置が前記データ情報を署名付与および/または暗号化を行って書き込む場合に、その旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。
本発明の自動販売機の制御システムによれば、管理装置が、平文のまま格納、あるいは署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルがファイルの種別毎に規定されたセキュリティレベル情報を署名付与、かつ暗号化した状態で外部記憶媒体に書き込みを行い、制御装置が、セキュリティレベル情報を復号化して署名チェックを行い、該セキュリティレベル情報に規定されたセキュリティレベルに応じて書き換え、あるいは書き込みを行うので、セキュリティレベル情報そのものの秘匿性を確保しつつ、各情報についてもセキュリティレベルに応じた安全性を確保することができる。従って、例えばUSBメモリ等の記憶媒体に適用可能で、十分な安全性を確保しながら情報の書き換え、あるいは書き込みを行うことができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る自動販売機の制御システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態である自動販売機の制御システムを模式的に示したものである。ここに例示する自動販売機の制御システムは、管理装置10と、自動販売機の制御装置20とを備えて構成してある。
管理装置10は、例えばパソコン(PC)等のようなものであり、専用ツール上で所定のプログラム等に関する情報を生成し、かつ電気的に接続された外部記憶媒体であるUSBメモリ30に該情報の書き込みを行ったり、あるいはUSBメモリ30に格納されたデータ情報の読み出しを行ったりするためのものである。尚、本実施の形態においては、管理装置10は、USBメモリ30に情報の書き込みを行うものとして説明し、また外部記憶媒体の一例としてUSBメモリ30を用いた場合について説明する。
上記管理装置10は、セキュリティレベル情報31や制御プログラム情報32を生成し、これらの情報をUSBメモリ30に書き込むものである。セキュリティレベル情報31は、平文のまま格納または、あるいは署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルがファイルの種別毎(拡張子毎)に規定されたものである。より詳細に説明すると、図2に示すように、セキュリティレベルは、「0」、「1」、「2」、「4」の4段階に分けられており、レベル「0」が平文のまま格納、レベル「1」が署名付与して格納、レベル「2」が暗号化して格納、レベル「4」が署名付与および暗号化して格納することになっている。
より具体的に説明すると、USBメモリ30に書き込みを行う場合には、図3に示すように、レベル「0」では、平文のまま情報の書き込みを行い、レベル「1」では署名の算出を行った後に署名付与して情報の書き込みを行い、レベル「2」では暗号化して情報の書き込みを行い、レベル「4」では署名付与および暗号化を行って情報の書き込みを行う。一方、USBメモリ30から読み出しを行う場合には、図4に示すように、レベル「0」では、平文のまま情報の読み出しを行い、レベル「1」では署名算出を行った後に署名チェックをして情報の読み出しを行い、レベル「2」では復号化して情報の書き込みを行い、レベル「4」では復号化を行った後に署名の算出およびチェックを行って情報の書き込みを行う。
また、かかるセキュリティレベル情報31は、自動販売機が例えば工場等から出荷される前の業務(出荷前業務)に供するファイルについてはレベル「0」が規定されており、自動販売機が工場等から出荷された後の業務(出荷後業務)に供するファイルについてはレベル「1」、「2」または「4」が規定されている。以下の説明において、セキュリティレベル情報31には、制御プログラム情報32についてはレベル「4」が規定されているものとして、説明する。
更に、セキュリティレベル情報31は、管理装置10によって、署名付与かつ暗号化された状態でUSBメモリ30に格納されている。ここでの署名のアルゴリズムや暗号化のアルゴリズムについては、一般的によく知られている方式を採用しても構わないし、独自アルゴリズムによる方式を採用しても構わない。
制御プログラム情報32は、後述するが、制御装置20を構成するCPU21が処理を実行するのに必要な情報であり、USBメモリ30に書き込まれる制御プログラム情報32は、制御装置20が書き換えを行うためのものである。
自動販売機の制御装置20は、自動販売機を構成し、自動販売機の各部の動作を統括的に制御するものであり、CPU21と、フラッシュメモリ22と、SRAM23と、インターフェース24とを備えて構成してある。
CPU21は、各種プログラムを実行する演算装置であり、フラッシュメモリ22に格納してある制御プログラム情報221を実行するためのものである。
フラッシュメモリ22は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、上述のように制御プログラム情報221を格納している。SRAM23は、制御プログラム情報221等の各種プログラムを実行する際に各種データ(売上データや設定データ等)を記憶するためのデータ領域231を有している。このSRAM23は、バックアップ電源26によりデータを保持されている。
インターフェース24は、自動販売機を構成する各種機器と電気的に接続するものであり、図示の例では、本発明の特徴的なものとして表示部27に接続してある。表示部27は、例えば液晶画面等のようなものであり、詳細は後述するが、制御装置20が情報の書き換え等を行っている際にその処理中である旨、あるいは該処理の残余時間等を表示する報知手段である。また、表示部27は、書き換え等が行えない場合には、エラー表示を行うものである。上述したCPU21、フラッシュメモリ22、SRAM23およびインターフェース24は、バス25によりそれぞれが電気的に接続してある。
図5は、図1に示した管理装置10が実施する制御プログラム情報の書き込み処理の内容を示すフローチャートである。尚、説明の前提として、USBメモリ30には、既に管理装置10によってセキュリティレベル情報31が署名付与かつ暗号化された状態で格納されており、しかも今回の処理の対象となる制御プログラム情報32については、レベル「4」が規定されているものとする。
管理装置10においては、特定の専用ツール上で制御プログラム情報を生成する(ステップS101)。生成された制御プログラム情報は、図6に示すように、プログラム情報(イ)、バージョン情報(ロ)および拡張子(ハ)が含まれる名称となっている。
制御プログラム情報を生成した後、管理装置10は、かかる制御プログラム情報(生データ)に対し、そのデータから算出したものに、ファイル名によりスクランブルをかけたものを署名として付与する(ステップS102,ステップS103)。
そして、管理装置10は、ステップS103で付与した署名を含めた全体の暗号化を行い(ステップS104)、その後に電気的に接続されたUSBメモリ30に署名付与かつ暗号化された制御プログラム情報32の書き込みを行って(ステップS105)、今回の処理を終了する。
これによれば、USBメモリ30に格納される制御プログラム情報32は、署名付与かつ暗号化されているので、仮にUSBメモリ30を紛失等した場合であっても、当該制御プログラム情報32の内容を知られる虞れはない。尚、上記処理内容における署名のアルゴリズムや暗号化のアルゴリズムについては、一般的によく知られている方式を採用しても構わないし、独自アルゴリズムによる方式を採用しても構わない。また、ここでは、USBメモリ30に対象となる一の自動販売機の制御プログラム情報32の書き込み処理について述べたが、本発明では、複数機種の自動販売機の制御プログラム情報を同時に書き込んでも構わない。
図7は、図1に示した制御装置20が実施する制御プログラム情報の書き換え処理の内容を示すフローチャートである。
制御装置20にUSBメモリ30が装着された場合、該USBメモリ30は、バス25に電気的に接続され、CPU21に対して接続信号を与える。
CPU21は、USBメモリ30からの接続信号を入力した場合(ステップS201:Yes)、該USBメモリ30に格納されるセキュリティレベル情報31の読み出しを行う(ステップS202)。より詳細に説明すると、セキュリティレベル情報31を一時的にSRAM23に読み出し、復号化および署名チェックを行って、各ファイルのセキュリティレベル(レベル「4」)を把握する。
その後、CPU21は、フラッシュメモリ22に既に格納してある制御プログラム情報221のヘッダ情報であるプログラム情報やバージョン情報を取り出し(ステップS203)、そして、例えばAPI関数を用いて、USBメモリ30に格納された制御プログラム情報32のファイル名リストを生成する(ステップS204)。
ファイル名リストを生成したCPU21は、該ファイル名リストの中にステップS203で取り出したプログラム情報を有するファイル名リストの絞り込みを行い(ステップS205)、同一のファイル名がなければ(ステップS206:No)、インターフェース24を通じて表示部27にエラー表示をさせて(ステップS207)、今回の処理を終了する。これによれば、当該制御システムの利用者に対し、書き換え処理が失敗したことを報知することができる。
一方、同一のファイル名が存在する場合(ステップS206:Yes)、CPU21は、ファイルを選択する(ステップS208)。これについて詳しく述べると、CPU21は、同一のファイル名が複数存在する場合には、その中でバージョン情報が最新のものを選択する一方、同一のファイル名が一つ存在する場合には、無条件にそのファイルを選択する。
ファイルを選択したCPU21は、当該ファイルである制御プログラム情報32をUSBメモリ30からSRAM23への読み出しを行い(ステップS209)、セキュリティレベルにしたがって復号化を行う(ステップS210)。複合化を行ったCPU21は、制御プログラム情報(生データ)に対し、そのデータから算出したものに、ファイル名によりスクランブルをかけたものを署名として算出し(ステップS211)、すなわち上記ステップS102と同様の方法で署名を算出し、算出した署名がステップS210で復号化した署名と一致するか否かを確認する署名チェックを行う(ステップS212)。
その結果、算出した署名と復号化した署名が一致しなければ(ステップS212:No)、CPU21は、インターフェース24を通じて表示部27にエラー表示をさせて(ステップS213)、今回の処理を終了する。これによれば、当該制御システムの利用者に対し、書き換え処理が失敗したことを報知することができる。
一方、署名が一致した場合(ステップS212:Yes)、CPU21は、フラッシュメモリ22に既に格納してある制御プログラム情報221と、SRAM23に読み出した制御プログラム情報32との書き換え処理を行う(ステップS214)。つまり、フラッシュメモリ22に新たな制御プログラム情報32の書き込みを行う。かかる書き換え処理においては、CPU21は、インターフェース24を通じて表示部27に、書き換え処理中である旨、あるいは書き換え処理の終了までの残余時間の表示をさせる。そして、書き換え処理終了後に今回の処理を終了する。
以上説明したように、本発明の実施の形態における自動販売機の制御システムによれば、管理装置10が、セキュリティレベル情報31を署名付与、かつ暗号化した状態でUSBメモリ30に書き込み、制御装置20が、セキュリティレベル情報31を復号化して署名チェックを行い、該セキュリティレベル情報31に規定されたセキュリティレベルに応じて制御プログラム情報32の書き換えを行うので、セキュリティレベル情報31そのものの秘匿性を確保しつつ、制御プログラム情報32についてもセキュリティレベルに応じた安全性を確保することができる。従って、例えばUSBメモリ30等の記憶媒体に適用可能で、十分な安全性を確保しながら情報の書き換えを行うことができる。
上記制御システムによれば、管理装置10が、制御プログラム情報32を該情報のファイル名を用いて署名付与して外部記憶媒体に書き込みを行い、制御装置20がセキュリティレベルに応じて、ファイル名を用いて署名チェックを行って情報の書き換えを行うので、制御プログラム情報32が改竄されたことを検知できるだけでなく、制御プログラム情報32のファイル名がリネームされたことも検知できる。
また、制御システムによれば、管理装置10が自動販売機の出荷前業務に供するファイルについてはレベル「0」が規定されたセキュリティレベル情報31の書き込みを行う一方、自動販売機の出荷後の業務に供するファイルについてはレベル「1」、「2」または「4」が規定されたセキュリティレベル情報31の書き込みを行うので、例えば工場内でのブート処理については時間の短縮化を図ることができ、しかも出荷後においても、必ずしも署名付与かつ暗号化を行う必要はなく、必要に応じて署名付与、暗号化を行えば良いので、ブート処理の短縮化を図ることができる。
更に、制御システムによれば、書き換え処理を行う際に、表示部27に書き換え処理中である旨、あるいは書き換え処理の終了までの残余時間を表示させるので、利用者が書き換え処理が行われていることを認識することができる。しかも、表示部27にエラー表示もさせるので、利用者は書き換え処理が失敗したことを認識することもできる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態においては、制御装置20は、USBメモリ30から制御プログラム情報32を読み出して書き換えるものであったが、本発明では、制御手段は、例えばSRAM23等の記憶手段に記憶する設定/売上データ、ロギングデータをUSBメモリ等の外部記憶媒体に書き込むものであっても良い。このように書き込まれたデータ情報は、USBメモリが管理装置に電気的に接続されることにより、該管理装置に読み出されることになる。
また、上述の実施の形態では、ファイル名を用いて制御プログラム情報の署名を算出して付与するものであったが、本発明では、かかるファイル名を用いてスクランブルを書けることにより暗号化および復号化するものであっても構わない。すなわち、暗号化するための鍵、および復号化するための鍵について、それぞれファイル名を用いてスクランブルをかけ、ファイル名を用いて変換しても構わない。これにより、制御プログラム情報のファイル名がリネームされたときには、復号化の鍵は、暗号化の鍵と対にならなくなり、復号化が正常に行われなくなる。
更に、上述の実施の形態では、表示部27は液晶表示画面等として説明したが、本発明では、例えばLEDランプやブザー等であっても構わない。
以上のように、本発明に係る自動販売機の制御システムは、例えばUSBメモリ等の外部記憶媒体を用いたブート処理に有用である。
本発明の実施の形態である自動販売機の制御システムを模式的に示す模式図である。 セキュリティレベルについて示す図表である。 USBメモリに書き込みを行う場合についての説明図である。 USBメモリから読み出しを行う場合についての説明図である。 図1に示した管理装置が実施する制御プログラム情報の書き込み処理の内容を示すフローチャートである。 生成された制御プログラム情報の名称の一例を示す説明図である。 図1に示した制御装置が実施する制御プログラム情報の書き換え処理の内容を示すフローチャートである。
符号の説明
10 管理装置
20 制御装置
21 CPU
22 フラッシュメモリ
23 SRAM
24 インターフェース
25 バス
26 バックアップ電源
27 表示部
30 USBメモリ
31 セキュリティレベル情報
32 制御プログラム情報

Claims (6)

  1. 電気的に接続された外部記憶媒体に、所定のプログラムやデータに関する情報の書き込み、あるいは該外部記憶媒体に格納されたデータ情報の読み出しを行う管理装置と、
    前記外部記憶媒体が電気的に接続された場合に該外部記憶媒体に格納される所定のプログラムやデータに関する情報の書き換え、あるいは記憶手段に記憶された所定のデータ情報の前記外部記憶媒体への書き込みを行う自動販売機の制御装置と
    を備えた自動販売機の制御システムであって、
    前記管理装置は、平文のまま格納、あるいは署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルがファイルの種別毎に規定されたセキュリティレベル情報を署名付与、かつ暗号化した状態で前記外部記憶媒体に書き込みを行い、
    前記制御装置は、前記セキュリティレベル情報を復号化して署名チェックを行い、該セキュリティレベル情報に規定されたセキュリティレベルに応じて書き換え、あるいは書き込みを行うことを特徴とする自動販売機の制御システム。
  2. 前記制御装置は、前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報が、書き換え可能な内部メモリに記憶される同一のファイル名のプログラム情報よりもバージョンが新しい場合には、前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報を読み出して前記外部記憶媒体に格納されたプログラム情報に書き換えることを特徴とする請求項1に記載の自動販売機の制御システム。
  3. 前記制御装置は、前記内部メモリに記憶するプログラム情報と同一のファイル名のプログラム情報が前記外部記憶媒体に複数格納されている場合には、最新のバージョンのプログラム情報を読み出して書き換えることを特徴とする請求項2に記載の自動販売機の制御システム。
  4. 前記管理装置は、前記所定のプログラム情報を該プログラム情報のファイル名を用いて署名付与および/または暗号化して前記外部記憶媒体に書き込みを行い、
    前記制御装置は、前記セキュリティレベルに応じて、前記ファイル名を用いて復号化および/または署名チェックを行って前記情報の書き換えを行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の自動販売機の制御システム。
  5. 前記管理装置は、前記自動販売機の出荷前業務に供するファイルについては平文のまま格納する旨のセキュリティレベルが規定されたセキュリティレベル情報の書き込みを行う一方、前記自動販売機の出荷後の業務に供するファイルについては署名付与および暗号化の少なくとも一つを行って格納する旨のセキュリティレベルが規定されたセキュリティレベル情報の書き込みを行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の自動販売機の制御システム。
  6. 前記制御装置が前記プログラム情報を復号化および/または署名チェックを行って書き換える場合、あるいは前記制御装置が前記データ情報を署名付与および/または暗号化を行って書き込む場合に、その旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の自動販売機の制御システム。
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