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JP3083187B2 - 電子財布システムの鍵管理方式 - Google Patents

電子財布システムの鍵管理方式

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JP3083187B2
JP3083187B2 JP27883191A JP27883191A JP3083187B2 JP 3083187 B2 JP3083187 B2 JP 3083187B2 JP 27883191 A JP27883191 A JP 27883191A JP 27883191 A JP27883191 A JP 27883191A JP 3083187 B2 JP3083187 B2 JP 3083187B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】（目次） 産業上の利用分野 従来の技術（図７，図８） 発明が解決しようとする課題（図９〜図１４） 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例（図２〜図６） 発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、銀行センタ，銀行ＡＴ
Ｍ（現金自動支払い装置），ＩＣカード及び商店ＰＯＳ
端末（店舗取引端末）の要素から構成される電子財布シ
ステムにおいて、これらの構成要素を正しく運用するた
めの認証手段に必要な鍵管理方式に関する。
【０００３】近年、テレホンカードに代表されるよう
に、現金を直接支払わず、予め現金を各種のプリペイド
カードに替えて、電話の通話料金を支払ったり、電車の
切符を購入したり、食券を購入したりするプリペイドカ
ードシステムが普及しつつある。しかし、このような現
状のカードシステムでは、特定のサービスや品物のみに
利用可能であるため、一般の商品購入には不向きであ
る。
【０００４】そこで、万能プリペイドカードとして期待
されるのが、電子財布システムである。これは銀行，各
種金融機関が顧客に予めＩＣカードを発行しておき、顧
客が買物をする際、ＡＴＭ（現金自動支払機）より、現
金の代わりに金額データをＩＣカードに書き込み、顧客
は店で買物した金額をこのＩＣカードにより支払うシス
テムである。
【０００５】かかる電子財布システムは顧客が現金を所
有する必要がない点、及び店から銀行に売上げ金を運搬
する現金輸送車が不要である点等から安全性が高く、効
率的である。しかし、これはあくまでもＡＴＭ，ＩＣカ
ード及び店のＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔｏｆ Ｓａｌｅ）シス
テムが全て安全であることが前提である。
【０００６】
【従来の技術】図７はＩＣカードを用いたプリペイドカ
ード・システムの従来方式のシステム構成図である。こ
のシステムは、ＩＣカード８１，ＩＣカード８１を持っ
ているユーザが買物をする店舗に置く店舗取引端末（Ｐ
ＯＳ端末）８２，銀行センタ８３からなる。
【０００７】銀行センタ８３には、ＩＣカード８１を保
有するユーザの個人口座８４、カード・ユーザが自身の
カードに入金した金額データを格納しておく個人カード
残高ログファイル８５、複数のカードにユーザが入金し
た金額の合計額を格納しておく未決済資金ファイル８
６、各店舗の一定期間のカード売上合計額を未決済資金
ファイルから資金移動する店舗口座８７がある。未決済
資金ファイル８６は銀行センタ８３で一つまたは数個存
在する。また、個人口座８４および個人カード残高ファ
イル８５はＩＣカード８１を保有する各個人に対応して
存在し、また、店舗口座８７は各店舗に対応して存在す
る。
【０００８】ＩＣカード８１には、残高格納レジスタ８
８があり、該ＩＣカード８１で使用可能な金額が格納さ
れている。また、店舗取引端末（ＰＯＳ端末）８２に
は、該端末での売上を格納する売上データ８９が存在す
る。
【０００９】カード・ユーザは、自身のＩＣカード８１
を使用するにあたって、まず、ＩＣカード８１に入金す
る。入金の際には、カードのキーパッドから暗証番号を
入力し、該ＩＣカード８１を活性化させたうえ、ＡＴＭ
９０を介して銀行センタ８３にアクセスする。カードに
入金したい金額が個人口座８４の残高以内ならば、この
金額をカード残高と加算して加算結果をＩＣカード８１
の残高格納レジスタ８８にＡＴＭ９０を介して書き込む
（カードへの入金金額９１）。これと同時に、カード残
高を銀行センタ８３の個人カード残高ログファイル８５
に書き込む。
【００１０】この個人カード残高ログファイル８５はＩ
Ｃカード８１への不正行為防止に使用できる。すなわ
ち、カード・ユーザが次に入金にきたときにはＩＣカー
ド８１の残高は該個人カード残高ログファイル８５に書
き込まれている金額と同じかあるいは少ないはずなの
で、もしＩＣカード８１の残高格納レジスタ８８の金額
の方が個人カード残高ログファイル８５よりも多いなら
ばＩＣカード８１を不正改ざんしたとみなすことができ
る。また、個人カード残高ログファイル８５に格納され
ている金額は、カードを破損した場合などにガード・ユ
ーザに対して保証する保証金額となる。
【００１１】ＩＣカード８１で買物をする場合には、店
舗取引端末８２に買物金額を入力し、さらにＩＣカード
８１を店舗取引端末８２に挿入し、ＩＣカード８１のキ
ーパッドから暗証番号を入力することによりＩＣカード
８１を活性化する（買物のための活性化９２）。これに
よって、店舗取引端末８２がＩＣカード８１の残高格納
レジスタ８８の残高から買物金額を差し引いて残高額を
更新する（残高減算９３）とともに、売上データ８９に
買物金額を加算する。すなわち、ＩＣカード８１のカー
ド・ユーザがＡ銀行に口座を有している場合には、売上
データ８９のうちＡ銀行について、金額ａに買物金額を
加算して更新する。
【００１２】店舗取引端末８２では、以上の方法によっ
て売上げ金額を売上データ８９に加算していき、一定期
間ごとに売上データ８９の金額を暗号化して銀行センタ
８３に送る。すなわち、一定期間が経った時点で、銀行
ごとの売上金額（例えばＡ銀行ならば金額ａ）を暗号化
し、売上（請求）データ９４として該銀行センタ（例え
ばＡ銀行の銀行センタ）に送る。銀行センタ８３は送ら
れてきた売上（請求）データ９４を復号し、その金額を
未決済資金ファイル８６から店舗口座８７に移す。
【００１３】図８は店舗取引端末における従来の売上合
算データの更新とＩＣカード残高の更新の説明図であ
る。買物を行なう場合には、店舗取引端末８２にＩＣカ
ード８１を挿入し、暗証番号によりＩＣカード８１を活
性化したうえ、買物金額９５を店舗取引端末８２から入
力する。この買物金額９５は、店舗取引端末８２の加算
器９６およびＩＣカード８１の減算器９７の入力となる
とともに、ＩＣカード８１の金額表示ディスプレイ９８
に出力される。これによって、ＩＣカード８１のユーザ
は買物金額９５の入力に誤りがないか否かを判断するこ
とができる。店舗取引端末８２の加算器９６のもう一つ
の入力は売上合算データ９９である。買物金額９５が入
力されると、加算器９６によってそれまでの売上合算デ
ータ９９に該買物金額９５を加算し、売上合算データ９
９を更新する。一方、ＩＣカード８１の減算器９７のも
う一つの入力は残高格納レジスタ８８の値である。買物
金額９５が入力されると、減算器９７によって残高格納
レジスタ８８の値から買物金額９５を減算し、再び残高
格納レジスタ８８に格納し、残高を更新する。
【００１４】以上のように、従来のプリペイドカード・
システムでは、ＩＣカードの暗証番号入力により本人以
外の使用を不可能にするためのアクセス制御と、店舗−
銀行センタ間の回線における盗聴を防止するための暗号
化が安全対策として行なわれている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方式では、店舗端末での不正に対する防御はなさ
れておらず、プリペイドカード・システム全体としての
安全性に問題がある。そこで、次のようなシステムが考
えられる。
【００１６】図９はそのシステム構成図である。ＩＣカ
ード２および店舗取引端末３についての構成を説明す
る。ＩＣカード２は、残高格納レジスタ８および減算器
２０、金額表示部２１からなる。また、店舗取引端末３
は、売上データ２２、加算器２３、暗号化部２４、暗号
化部２５、比較器２６、銀行鍵２７からなる。そして、
売上データ２２は、売上合算データ２８および認証子２
９で構成する。
【００１７】カード・ユーザが買物を行ないＩＣカード
で支払いをする際に、店舗取引端末３の売上データ２２
の更新およびＩＣカード２の残高格納レジスタ８の更新
を行ない、これに加えて不正防止処理を行なう。
【００１８】まず、ＩＣカード２による支払いに先立
ち、店舗取引端末３は暗号化部２４によって、売上デー
タ２２のなかの売上合算データ２８を銀行鍵２７で暗号
化し、その結果を比較器２６に出力する。銀行鍵２７
は、該店舗がＩＣカードによる販売で提携している複数
の銀行について銀行ごとに用意してある暗号化用の鍵で
ある。比較器２６では、この暗号化済みのデータと認証
子２９を比較し、認証子２９作成時の売上合算データ２
８が改ざんされているか否かを判定する。すなわち、比
較器２６で暗号化済みデータと認証子２９が一致してい
ればデータの改ざんはなされていないと判断し、ＩＣカ
ード２による支払い処理を実行する。一方、一致してい
ない場合にデータを改ざんしたものと判断し、ＩＣカー
ド２による支払い処理は行なわずに、不正行為あるいは
エラーが生じたとしてオペレータに通知する。
【００１９】改ざんされていないと判定された場合に
は、次の処理を実行する。まず、店舗取引端末３のキー
ボード等から買物金額９を入力する。そして、この買物
金額９と売上データ２２中の売上合算データ２８とを加
算し、加算結果を売上合算データ２８に格納して、これ
までの売上合算データを更新する。また、加算結果は、
暗号化部２５へも入力される。暗号化部２５で、この新
売上合算データを銀行鍵２７で暗号化し、その結果を認
証子２９に格納して、認証子２９の更新を行なう。
【００２０】認証子２９を作成するための暗号化処理
（認証子生成）は一般の暗号化と同様の処理（例えばＦ
ＥＡＬアルゴリズムなど）で実行する。被暗号文のうち
の何ビットかを暗号化し認証文とする。例えば、１２８
ビットの被暗号文のうちの６４ビットを暗号化し認証文
とする。このため、認証文から被暗号文を逆生成するこ
とはできない。
【００２１】一方、ＩＣカード２にも買物金額９が入力
される。買物金額９は、金額表示部２１に表示されたう
え、減算器２０の入力となる。減算器２０のもう一つの
入力は残高格納レジスタ８の残高データである。減算器
２０は、該残高データから今回の買物金額９を減算し、
その結果を残高格納レジスタ８に格納して、残高データ
を更新する。
【００２２】以上に説明した第１の例では、店舗取引端
末３において売上合算を求めるときに売上合算データの
暗号化を行ない、売上合算データとともに認証子として
格納したうえ、次回、売上合算を行なう際に前回計算し
格納した売上合算データを再び暗号化し、前回格納した
認証子と比較することにより、店舗取引端末３において
売上合算データの改ざんをしていないか否かを判定す
る。これによって、店舗取引端末３における売上合算デ
ータの改ざんを防ぐことが可能である。
【００２３】また、この第１の例において、認証子２９
を使用する代わりに暗号文を用いる方法がある。システ
ム構成は、認証子２９の部分が暗号文に代わるほかは、
図９の第１の例と同様である。
【００２４】店舗取引端末３の売上合算データ２８を買
物客の購買にともなって更新するに際しては（買物によ
る加算）、まず、更新前の売上合算データ２８を暗号化
部２４によって銀行鍵２７を使って、暗号化し、暗号化
した文と該売上合算データに対応する暗号文が一致する
か否かを判定する。一致すれば売上合算データ２８の改
ざんはないと判定して更新処理を実行し、一致しない場
合には改ざんあるいはエラーが生じたとして更新処理を
行なわず、その旨をオペレータに通知する。ここでは、
売上合算データ２８を暗号化して対応する暗号文との一
致不一致を判定したが、暗号文を使用する場合には、暗
号文から元の文を逆生成（復号）することが可能なの
で、暗号文を銀行鍵２７を使用して復号し、復号値と売
上合算データ２８の一致不一致を判定してもよい。この
場合も一致の場合は改ざん無し、不一致の場合は改ざん
有りとみなすことができる。暗号化には、例えば、ＦＥ
ＡＬアルゴリズム等を使用することが可能である。
【００２５】一致して、改ざんがないと判定された場合
の更新処理では、まず、店舗取引端末３のキーボード等
から入力された買物金額９と売上合算データ２８のデー
タを加算器２３で加算し、再び売上合算データ２８に格
納する。また、加算器２３の出力、すなわち、新たな売
上合算データを暗号化部２５に入力し、銀行鍵２７で暗
号化して暗号文を作成し、これを売上合算データ２８に
対応した暗号文として格納する（認証子２９の部分を暗
号文として置き換える）。
【００２６】ＩＣカード２側の処理は前記の第１の例と
同一である。すなわち、店舗取引端末３に入力される買
物金額９がＩＣカード２にも送られ、この金額が金額表
示部２１に出力されるとともに、減算器２０に入力さ
れ、減算器２０では残高格納レジスタ８の値から該買物
金額９を減算して、減算結果を再び残高格納レジスタ８
に格納し、残高データを更新する。
【００２７】図１０は第２の例のシステム構成図であ
る。売上合算データの更新処理および暗号化をＩＣカー
ド側で行なうものである。ＩＣカード２には、ＩＣカー
ドによる合算データ暗号化部３０およびＩＣカードによ
るカード残高更新部３１がある。ＩＣカードによる合算
データ暗号化部３０は、カード・ユーザが買物をする店
舗の店舗取引端末３の売上合計金額を更新するととも
に、そのデータを暗号化する処理を実行し、ＩＣカード
によるカード残高更新部３１は、該ＩＣカード２の残高
を更新する処理を実行する。
【００２８】ＩＣカードによる合算データ暗号化部３０
は、金額表示ディスプレイ２１のほか、加算器３２、暗
号化部３３、復号部３４、比較器３５、銀行鍵格納部３
６からなる。銀行鍵格納部３６には、ＩＣカード２を発
行した銀行（銀行Ａ）の銀行鍵が格納してあり、この鍵
を使用して、暗号化部３３では被暗号文の暗号化を行な
い、復号部３４では暗号文の復号を行なう。一方、ＩＣ
カードによるカード残高更新部３１は、上記第１の例に
おけるＩＣカード２の構成と同様であり、残高格納レジ
スタ８および減算器２０よりなる。
【００２９】一方、店舗取引端末３は売上データ格納部
３７および加算器３８、比較器３９で構成する。売上デ
ータ格納部３７は、取引銀行名４０および売上合算デー
タの平文４１、売上合算データの暗号文４２からなり、
店舗取引端末３が取引している銀行ごとに分けて格納す
る（３７−１，３７−２，３７−３，・・・）。そし
て、売上合算データ（平文４１）とそれを暗号化した暗
号文４２を対にして売上データ格納部３７に格納する。
【００３０】買物客の購買によって売上合算を更新する
場合には、まず、店舗取引端末３にＩＣカード２を挿入
し、店舗取引端末３のキーボード等から買物金額９を入
力する。ＩＣカード２を挿入したことで、ＩＣカード２
にＩＣカード２を発行した銀行（ここでは銀行Ａ）につ
いて売上データ格納部３７の平文４１（４１−１）と暗
号文４２（４２−１）が送られる。そして、暗号文４２
はＩＣカード２内の復号部３４の入力となり、ＩＣカー
ド２が銀行鍵格納部３６に格納している銀行鍵（ここで
はＡ銀行の鍵）を使用して、復号する。これによって、
暗号文４２は暗号化前の平文に戻るはずである。復号化
済みの文は比較器３５の入力となる。比較器３５のもう
一つの入力は、店舗取引端末３から送られた平文４１で
ある。比較器３５は復号化済みの文と店舗取引端末３か
らの平文４１を比較し、一致していれば店舗取引端末３
側での売上データの改ざんはないとみなし、売上合算デ
ータの更新処理を行なう。一方、一致していない場合に
は、復号化した文ともとの平文が異なるということで、
何らかの改ざんあるいはエラーが発生したものとしてオ
ペレータにその旨を通知し、処理を終了する。
【００３１】比較器３５の結果が一致で、改ざんされて
いない場合には、店舗取引端末３から送られてきた売上
データ格納部３７内の平文４１の値と、キーボードで入
力した買物金額９を加算器３２に入力する。加算器３２
はこれらの二つの値を加算して売上合算金額を求める。
この結果は、店舗取引端末３に送られるとともに、ＩＣ
カード２内にある暗号化部３３に送られる。暗号化部３
３は、銀行鍵格納部３６に格納されている銀行鍵によっ
て売上合算金額を暗号化し、その結果を暗号文更新デー
タ４３として店舗取引端末３に送る。店舗取引端末３で
は、受け取った暗号文更新データ４３を売上データ格納
部３７の暗号文４２に格納する。
【００３２】一方、ＩＣカード２内の加算器３２の出力
（売上合算金額）は店舗取引端末３にも送られ、店舗取
引端末３内の比較器３９の一方の入力となる。また、店
舗取引端末３内にも加算器３８が存在し、売上データ格
納部３７の売上データの平文４１と買物金額９を加算
し、独自に売上合算金額を算出し、これを比較器３９の
もう一方の入力とする。ＩＣカード２から送られてきた
売上合算金額と、店舗取引端末３で独自に計算した売上
合算金額とが一致すれば、正しく計算されているものと
して、該売上合算金額を金額更新データ４４として売上
データ格納部３７の平文４１に格納する。一方、比較器
３９で不一致になれば、ＩＣカード２から送られてきた
売上合算金額と、店舗取引端末３で独自に計算した売上
合算金額とが異なることになり、ＩＣカード２側あるい
は店舗取引端末３側のいずれか、あるいは両方でエラー
が発生していることになる。このような場合には処理を
停止し、その旨を出力する。
【００３３】ＩＣカード２では、店舗側の売上合算デー
タ更新処理に加えて、自身の残高更新処理も行なう。Ｉ
Ｃカードによるカード残高更新部３１は、残高格納レジ
スタ８に格納してある残高データを減算器２０に入力す
る。そして、減算器２０のもう一方の入力を買物金額９
とし、残高データから買物金額９を減算して、再び残高
格納レジスタ８に格納する。これにより、残高データの
更新が完了する。
【００３４】この第２の例は、店舗側の売上合算計算処
理および売上合算の暗号化をＩＣカード側で行ない、店
舗側では処理できないようにしている。前記の第１の例
では、銀行鍵を店舗側で解読すれば売上合算計算および
その暗号化が可能で、不正改ざんの可能性が残されてい
たが、この第２の例のように、ＩＣカード側で処理させ
ることにより、このような不正行為は防止できるように
なる。また、銀行ごとに銀行鍵を変えることにより、そ
の銀行が発行したＩＣカードでないと暗号化処理が行な
えず、安全性が増すとともに、銀行鍵の更新を銀行ごと
に行なえるという利点がある。
【００３５】なお、この第２の例は、暗号化処理によ
り、売上合算データの平文４１とともに対応する暗号文
４２を売上データ格納部３７に格納したが、売上合算デ
ータの平文４１の一部を使用して暗号化することによ
り、対応する認証子を暗号文４２のところに格納する方
法を採ってもよい。
【００３６】ところで、図１１は前述の第１あるいは第
２の例のシステム構成で求め、店舗取引端末に格納され
た売上合算データで発生し得る不正の説明図である。店
舗取引端末３に蓄積されている売上データ２２は、一定
期間内の売上合算データ２８と、該売上合算データ２８
に暗号化処理を施して得られた認証子２９からなる。
今、ある月の売上合算データ２８が１００万円であった
とする。そして、その月には、この売上合算金額を銀行
センタ４に請求する（第ｎ回請求データ４８）。即ち、
第ｎ回請求データ４８は売上合算データ２８（１００万
円）と対応する認証子２９である。銀行センタ４はこの
データを受け取り、まず、暗号化部４５が売上合算デー
タ２８を銀行鍵４６で暗号化する。この暗号化で得た認
証子を比較器４７に入力し、送られてきた認証子２９と
比較する。これが一致していれば不正はないと判定し、
銀行センタ４は請求額を店舗口座に入金する。
【００３７】ここで、次の月の売上合算金額が例えば１
０万円と少なく、売り上げの水増しを図るために、店舗
側取引端末３でこの月の売上データ２２として前月の売
上データ２２をそのまま複写する不正改ざんをするもの
とする。すなわち、前月の売上合算データ２８（１００
万円）と対応する認証子２９を今月の売上データ２２と
して複写する。
【００３８】このような場合、第ｎ＋１回請求データ４
９として複写した前月の売上データ２２がそのまま銀行
センタ４に送られる。すなわち、売上合算データ２８
（１００万円）とそれに対応する認証子２９が送られ
る。銀行センタ４では、送られてきた第ｎ＋１回請求デ
ータ４９の売上合算データ２８を銀行鍵４６で暗号化
し、認証子２９と比較する。しかし、送られてきた売上
合算データ（１００万円）２８と認証子２９は対応がと
れているので、前月のデータを複写したことは検出でき
ず、このような不正を防ぐことができない。このよう
な、複写による不正は銀行センタ４への請求時でも、月
の途中でも、いつでも可能である。
【００３９】これは、売上合算データと認証子が１対１
に対応していることによる。このような不正を防ぐため
に、売上データ２２に請求のシリアル番号を付加する方
法が考えられる。
【００４０】図１２は第三の例、すなわち、売上データ
にシリアル番号を付加したシステムの説明図である。店
舗取引端末３は銀行センタ４への売上請求ごとにインク
リメントされるカウンタを有しており、銀行センタ４に
は各店舗取引端末に対応したシリアル番号がチェック用
カウンタ５１として格納されている。そして、請求デー
タとしては売上合算データ２８および認証子２９を送
る。この認証子２９は、売上合算データ２８にシリアル
番号５０を付加したデータをＩＣカード２が暗号化して
得たものである。
【００４１】例えば、２回目の請求データは売上合算デ
ータ２８の値が「１００万円」であり、また、認証子２
９はシリアル番号「２」と売上合算データ「１００万
円」を合わせたデータを暗号化して得た認証子である。
銀行側では、２回目の請求であることをチェック用カウ
ンタ５１で検出し、これと送られてきた売上合算データ
「１００万円」を合わせて暗号化し認証子を得て、店舗
取引端末３から送られてきた認証子と比較する。一致し
ていれば不正はないと判断して請求額を店舗口座に入金
する。不一致ならば不正またはエラーがあると判断す
る。
【００４２】ここで、３回目の請求時に売上が少なく、
店舗側取引端末３で前回の請求データを複写する不正を
行なうものとする。すなわち、売上合算データ「１００
万円」と認証子を複写する。銀行センタ４に請求する
と、チェック用カウンタ５１により、銀行側は３回目の
請求であることを検出し、シリアル番号“３“と売上合
算データ「１００万円」を合わせて暗号化し認証子を求
め、店舗取引端末３から送られてきた認証子と比較す
る。この場合、送られてきた認証子はシリアル番号
「２」として暗号化したものであり、銀行センタ３で求
めた認証子とは一致しない。これにより不正が検出でき
る。
【００４３】この第三の例では、銀行への請求回数を示
すシリアル番号を売上合算データに加えて暗号化を行な
ったが、シリアル番号の代わりに合算開始時の日時を用
いてもの実現できる。店舗取引端末３では、合算開始時
の日時を売上合算データ２８に付加し、認証子を生成す
る。銀行センタ４では、前回の請求時に送られてきた売
上合算データに付加されていた日時を店舗取引端末ごと
に管理しており、今回請求された売上データに付加され
ている日時と比較する。日時が同じであったり、前回の
請求時の日時よりも古いならば不正があると判断され
る。日時が新しいならば、日時と売上合算データを合わ
せて暗号化し、認証子を生成し、店舗取引端末から送ら
れてきた認証子と比較し、一致していれば決済処理を行
なう。一致しない場合には、何らかの不正あるいはエラ
ーがその他にも存在すると判断され、決済処理は行なわ
ない。
【００４４】図１３は第三の例までのシステムでも起こ
り得る不正の説明図である。店舗側に複数台の店舗取引
端末があるとする（３−１，３−２）。店舗取引端末Ａ
３−１の売上合算データ２８−１が１００万円であり、
店舗取引端末Ｂ３−２の売上がったデータ２８−２が１
０万円であるとする。それぞれの認証子（２９−１，２
９−２）は、それぞれの売上合算データ（２８−１，２
８−２）を暗号化して得たものである。
【００４５】ここで、店舗取引端末Ｂ３−２の売上が少
ないので、店舗取引端末Ａ３−１の売上データ２２−１
を複写して水増しする不正を行なうものとする。これに
よって、店舗取引端末Ｂ３−２の売上データ２２−２に
は、店舗取引端末Ａ３−２の売上データ２２−１がその
まま複写され、店舗取引端末Ｂ３−２の売上も１００万
円ということになる。この請求データ６１を銀行センタ
４に送ると、銀行センタ４の暗号化部４５が店舗取引端
末Ｂの請求データ６１中の売上合算データ２８−２（１
００万円）を銀行鍵４６で暗号化し、その結果を比較器
４７で送られてきた認証子２９−２と比較する。銀行セ
ンタ４は、請求データ６１からは店舗取引端末の違いを
検出することができないので、比較器４７では一致する
と判定され、決済処理が実行される。以上のように、他
の店舗取引端末の売上合算を複写することにより売り上
げを水増しする不正が起こり得るのである。
【００４６】図１４は第４の例、すなわち、店舗取引端
末のＩＤを付加するシステムの説明図である。店舗取引
端末にはユニークなＩＤが与えられており、売上データ
２２に店舗取引端末ＩＤ７０として含め、銀行センタ４
に請求する。銀行センタ４では各端末のＩＤを管理して
いる（端末番号７１）。
【００４７】各店舗取引端末では、売上合算データ２８
に端末ＩＤ７０を付加したデータに対しての認証子２９
をＩＣカードにより計算し、格納する。銀行センタ４に
売上請求を行なう場合には、売上合算データ２８と認証
子２９を送る。銀行センタ４では、同一の店舗取引端末
ＩＤをもつ売上請求があるか否かを判定し、同じＩＤの
付いた請求があれば不正があると判断する。同じＩＤの
付いた請求がないならば、送られてきた売上合算データ
２８を暗号化部で暗号化し、得た認証子を店舗取引端末
から送られてきた認証子と比較する。一致していれば不
正はないものとして決済処理を行なう。一致しない場合
には、何らかの不正あるいはエラーがあるものとして決
済処理を行なわないようにする。
【００４８】これによって、ＡＴＭ等の入金端末、店舗
取引端末での不正が困難になり、安全性を向上すること
が可能である。さらに、これまで安全性の面で換金性の
ないプリペイドカード（目的が限られたプリペイドカー
ド）しか発行できなかったが、換金性をもつＩＣカード
が発行可能となり、キャッシュレス・システムの使用範
囲が広がる。
【００４９】このようにして、カードを発行する銀行セ
ンタ及びＩＣカードを信頼点として電子財布システムを
構築してきたが、万一のＩＣカードの不正な複製が可能
となった場合、被害が拡大するおそれがあり、このため
システムの安全性向上化が必要とされている。
【００５０】ところで、ＩＣカードに書き込まれた秘密
の鍵が、カードを発行した銀行管理の鍵（銀行鍵）と共
通で、その銀行と取引する顧客のカードの鍵が全て共通
であったとすると、ＩＣカードの格納された鍵が漏洩し
た場合、その銀行の顧客全体に被害が拡大するおそれが
ある。
【００５１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、銀行鍵を個人毎にユニークにし、更にこれを
時間可変な鍵とすることによって、高い安全性を確保で
きるようにした、電子財布システムの鍵管理方式を提供
することを目的とする。
【００５２】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図で、この図１に示す電子財布システムの鍵管理方式
は、次のようなステップをとる。 （１）現金自動支払い装置４ＡとＩＣカード２との間で
のステップＳＴ１。 すなわち、このステップＳＴ１では、まず、銀行センタ
４で、マスタ鍵を用いて、この銀行センタ４が生成する
第１のパラメータを暗号化し、この銀行センタ４より現
金自動支払い装置４Ａを経由してユーザのＩＣカード２
へ配送するが、次に、ユーザは現金自動支払い装置４Ａ
より配送された暗号化パラメータをＩＣカード２に取り
込み、ＩＣカード２内のマスタ鍵Ｌを用いて復号部２−
１で復号し、銀行発行の第１のパラメータを得、更にこ
のパラメータとユーザが管理するパスワードＰＷとを、
ＩＣカード２内の加算部２−２で加算し、この結果を第
１のレジスタ２−３に書き込む。
【００５３】（２）ＩＣカード２と店舗取引端末３との
間でのステップＳＴ２。 すなわち、このステップＳＴ２では、ユーザが商店で買
物を行ない、店舗取引端末３で買物金額を支払う際に、
ＩＣカード２を店舗取引端末３のカードリーダへ挿入し
て、店舗取引端末３側で予め銀行センタマスタ鍵で暗号
化した第２のパラメータをＩＣカード２に対して送る
と、ＩＣカード２は受信した第２の暗号化パラメータを
内蔵のマスタ鍵Ｌを用いて、復号部２−１′で復号し、
得られた第２のパラメータを第１のレジスタ２−３の値
に対して加算部２−２′で加算し、その結果を第２のレ
ジスタ２−４に格納するが、更にＩＣカード２内のメモ
リ２−５に記憶された暗号化セッション鍵を用いて、第
２レジスタ２−４の値を用いて復号部２−１′′で復号
し、目的の認証用の鍵ＫＢａｊを得る。
【００５４】さらに詳しくは、ＩＣカード２内のメモリ
２−５に、暗号化セッション鍵を複数種類記憶してお
き、ＩＣカード２が店舗取引端末３側から第２の暗号化
パラメータを受け取る際に、メモリ回路２−５のアドレ
ス情報を有する通番情報を受け取り、この通番情報にに
対応するメモリ２−５のアドレスをアクセスして、対応
するアドレスに記憶された暗号化セッション鍵を出力し
て、第２レジスタ２−４の値でこの出力を復号し、目的
の認証用の鍵ＫＢａｊを得る。
【００５５】（３）ＩＣカード２への暗号化鍵補給配送
ステップＳＴ３。 このステップＳＴ３では、ＩＣカード２のメモリ２−５
へ一連の暗号化セッション鍵を書き込む場合、銀行セン
タ４よりマスタ鍵で暗号化セッション鍵を暗号化し、こ
のデータを現金自動支払い装置４Ａを通じて、ＩＣカー
ド２に与え、ＩＣカード２は受信したデータをマスタ鍵
Ｌを用いて復号部２−１′′′で復号し、得られた一連
の暗号化セッション鍵データを順次メモリ２−５に格納
する。
【００５６】（４）その他 銀行センタ２が暗号化セッション鍵を発行する場合、一
定の時間単位に対応する複数個の暗号化セッション鍵を
現金自動支払い装置４Ａ経由でＩＣカード２に配送した
り、銀行センタ２が店舗取引端末３に対して第２の暗号
化パラメータを送る場合、銀行センタ２よりマスタ鍵で
暗号化した第２のパラメータを一定の時間単位に対応さ
せて複数個のデータを店舗取引端末３へ送ったりしても
よい。
【００５７】
【作用】上述の本発明の電子財布システムの鍵管理方式
では、図１に示すように、まず、銀行センタ４で、マス
タ鍵を用いて、この銀行センタ４が生成する第１のパラ
メータを暗号化し、この銀行センタ４より現金自動支払
い装置４Ａを経由してユーザのＩＣカード２へ配送して
から、ユーザが現金自動支払い装置４Ａより配送された
暗号化パラメータをＩＣカード２に取り込み、ＩＣカー
ド２内のマスタ鍵Ｌを用いて復号部２−１で復号し、銀
行発行の第１のパラメータを得、更にこのパラメータと
ユーザが管理するパスワードＰＷとを、ＩＣカード２内
の加算部２−２で加算し、この結果を第１のレジスタ２
−３に書き込む（ステップＳＴ１参照）。
【００５８】その後、ユーザが商店で買物を行ない、店
舗取引端末３で買物金額を支払う際に、ＩＣカード２を
店舗取引端末３のカードリーダへ挿入して、店舗取引端
末３側で予め銀行センタマスタ鍵で暗号化した第２のパ
ラメータをＩＣカード２に対して送るが、このＩＣカー
ド２は受信した第２の暗号化パラメータを内蔵のマスタ
鍵Ｌを用いて、復号部２−１′で復号し、得られた第２
のパラメータを第１のレジスタ２−３の値に対して加算
部２−２′で加算し、その結果を第２のレジスタ２−４
に格納して、更にＩＣカード２内のメモリ２−５に記憶
された暗号化セッション鍵を用いて、第２レジスタ２−
４の値を用いて復号部２−１′′で復号し、目的の認証
用の鍵ＫＢａｊを得る（ステップＳＴ２参照）。
【００５９】さらに詳しくは、ＩＣカード２内のメモリ
２−５に、暗号化セッション鍵を複数種類記憶してお
き、ＩＣカード２が店舗取引端末３側から第２の暗号化
パラメータを受け取る際に、メモリ回路２−５のアドレ
ス情報を有する通番情報を受け取り、この通番情報にに
対応するメモリ２−５のアドレスをアクセスして、対応
するアドレスに記憶された暗号化セッション鍵を出力し
て、第２レジスタ２−４の値でこの出力を復号し、目的
の認証用の鍵ＫＢａｊを得るのである（ステップＳＴ２
参照）。
【００６０】ところで、ＩＣカード２のメモリ２−５へ
一連の暗号化セッション鍵を書き込む場合は、銀行セン
タ４よりマスタ鍵で暗号化セッション鍵を暗号化し、こ
のデータを現金自動支払い装置４Ａを通じて、ＩＣカー
ド２に与え、ＩＣカード２は受信したデータをマスタ鍵
Ｌを用いて復号部２−１′′′で復号し、得られた一連
の暗号化セッション鍵データを順次メモリ２−５に格納
する（ステップＳＴ３参照）。
【００６１】なお、銀行センタ２が暗号化セッション鍵
を発行する場合、一定の時間単位に対応する複数個の暗
号化セッション鍵を現金自動支払い装置４Ａ経由でＩＣ
カード２に配送したり、銀行センタ２が店舗取引端末３
に対して第２の暗号化パラメータを送る場合、銀行セン
タ２よりマスタ鍵で暗号化した第２のパラメータを一定
の時間単位に対応させて複数個のデータを店舗取引端末
３へ送ったりしてもよい。
【００６２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図６は本発明の一実施例を示す全体ブロック図
で、この図６に示す電子財布システムは、銀行センタ
４，現金自動支払い装置（ＡＴＭ）４Ａ，ＩＣカード２
及び店舗取引端末（ＰＯＳ端末）３から構成されてい
る。
【００６３】ところで、本電子財布システムの鍵管理方
式は、現金自動支払い装置４ＡとＩＣカード２と間での
鍵生成パラメータ配送処理，ＩＣカード２と店舗取引端
末３と間での鍵生成パラメータ配送処理，ＩＣカード２
への暗号化鍵補給配送処理等に分けて説明できるが、以
下各処理について詳述する。
【００６４】図２は顧客がＡＴＭ４Ａを経由して可変銀
行鍵ＫＢを復号する為の鍵ＫＩＤｉを生成するのに必要
なパラメータＫｃｅｎｔを配送してもらう処理を示して
いる。この図２において、最初に顧客ＩＤｉは本人所有
のＩＣカード（電子財布）２をＡＴＭ４Ａにさしこむ
（図２の）。このとき、ＩＣカード２より顧客のＩＤ
番号が自動的に銀行センタ４へ送られ、銀行センタ４は
送られてきたＩＤ番号を鍵テーブルのアドレスとして顧
客の通信鍵Ｌ１を索引する。銀行センタ４はこの鍵Ｌｉ
を使って秘密パラメータＫｃｅｎｔを暗号化し、顧客Ｉ
Ｄ１のＩＣカード２へ配送する（図２の）。この手段
により、銀行センタ４、ＡＴＭ４Ａ間の通路上の不在改
ざんを防止することができる。
【００６５】一方、ＩＣカード２側では、カード内蔵の
鍵Ｌｉで暗号化パラメータを復号部２−１で復号し、Ｋ
ｃｅｎｔを得る（図２の）。次に、顧客のパスワード
ＰＷｉとの先のＫｃｅｎｔとを加算部２−２で加算し、
第２のパラメータＳｉ（＝Ｋｃｅｎｔ＋ＰＷｉ）を作
り、レジスタ２−３に格納する（図２の）。
【００６６】図３は、顧客が店で買物を行ない、買物代
金をＩＣカード２で支払うときの、ＩＣカード２と店の
ＰＯＳ端末３と間の処理を示している。この図３におい
て、顧客がＩＣカード２をＰＯＳ端末３のカードリーダ
に挿入すると、ＩＣカード２よりＩＤ番号がＰＯＳ端末
３へ自動的に送出され、ＰＯＳ側のセキュリティブラッ
クボックス（ＢＢ）３−１１より鍵ＬｉでＫｂｂを暗号
化したデータＥＬｉ（Ｋｂｂ）が配送されてくる（図３
の）。ここで、ＥＬｉ（Ｋｂｂ）は銀行センタ４より
ＰＯＳ端末３へ事前に配送しておく。
【００６７】一方、ＩＣカード２側ではカード内蔵の鍵
Ｌｉで暗号化パラメータを復号部２−１′で復号し、Ｋ
ｂｂを得る（図３の）。このＫｂｂとレジスタ２−３
の格納データＳ１とを加算部２−２′で加算し、ＫＩＤ
ｉ（＝Ｋｂｂ＋Ｋｃｅｎｔ＋ＰＷｉ）を得る（図３の
）。
【００６８】次に、ＰＯＳ側セキュリティブラックボッ
クス（ＢＢ）３−１１′よりシリアル番号（通番）ｊが
ＩＣカード２に対して送られ（図３の）、ＩＣカード
２側では鍵ＫＩＤｉで暗号化したｊ番目の銀行鍵ＫＢａ
ｊをメモリ（レジスタ）２−５から索引して（図３の
）、更にこのデータをＫＩＤｉで復号部２−１′′で
復号して、銀行鍵ＫＢａｊを得る（図３の）。
【００６９】そして、このようにして鍵ＫＢａｊが得ら
れると、前記の図９〜図１４で説明したシステムを用い
て、前述したその後の所望の処理を行なう。なお、カー
ド内蔵の鍵ＬｉはＲＯＭに格納され、Ｓｉ格納用のレジ
スタ２−３，メモリ２−５としてはバッテリバックアッ
プレジスタが使用され、ＫＩＤｉ格納用のレジスタ２−
４，ＫＢａｊ用のレジスタ２−６としてはノンバックア
ップレジスタが使用される。そして、レジスタ２−４，
２−６の内容は買物終了段階でＰＯＳ側の指示により消
去される。
【００７０】図４は銀行センタ４からＩＣカード２への
鍵の補給処理を示している。顧客が金額データを補給す
る際に銀行センタ４より鍵の補給を受ける。この図４に
おいて、図２と同様に、ＡＴＭ４Ａに挿入されたＩＣカ
ード２は銀行センタ４より、鍵Ｌｉで暗号化した暗号化
銀行鍵ＥＬｉ（ＥＫＩＤｉ（ＫＢａｌ））〜ＥＬｉ（Ｅ
ＫＩＤｉ（ＫＢａｎ））を配送してもらう（図４の
）。ＩＣカード２側では、鍵Ｌｉを用いて復号部２−
１′′′でこれらのデータを復号して、そのデータをメ
モリ２−５に格納する（図４の）。
【００７１】そして、銀行センタ２が上記のように暗号
化セッション鍵を発行する場合は、一定の時間単位（時
間単位，日単位，週単位，月単位，年単位）に対応する
複数個の暗号化セッション鍵を現金自動支払い装置４Ａ
経由でＩＣカード２に配送する。今、顧客に発行する銀
行鍵の変更周期例を示すと、図５のようになる。この例
では、配送さる鍵は発行日から常に１年分だけもらうよ
うになっている。
【００７２】なお、銀行センタ２が店舗取引端末３に対
して第２の暗号化パラメータを送る場合、銀行センタ２
よりマスタ鍵で暗号化した第２のパラメータを一定の時
間単位（時間単位，日単位，週単位，月単位，年単位）
に対応させて複数個のデータを店舗取引端末３へ送って
もよい。
【００７３】このように、ＩＣカード内蔵の銀行鍵（マ
スタ鍵）を個人ＩＤ又はカード発行時の時刻をＩＤとす
るもの等に対応する鍵を生成するメカニズムを電子財布
システムに導入することにより、銀行鍵を個別化、可変
化することができ、これにより万一の場合の各種カード
偽造行為に対して、カードシステムの安全性向上に寄与
するところが大きい。
【００７４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電子財布
システムの鍵管理方式によれば、銀行鍵を個別化、可変
化することができ、これにより万一の場合の各種カード
偽造行為に対してカードシステムの安全性向上においに
寄与するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の一実施例における現金自動支払い装置
とＩＣカードとの間での鍵生成パラメータ配送処理要領
を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例におけるＩＣカードと店舗取
引端末との間での鍵生成パラメータ配送処理要領を説明
する図である。
【図４】本発明の一実施例におけるＩＣカードへの暗号
化鍵補給配送処理要領を説明する図である。
【図５】顧客に発行する銀行鍵の変更周期例を説明する
図である。
【図６】本発明の電子財布システムの概略を示すブロッ
ク図である。
【図７】従来方式によるＩＣカードを用いたプリペイド
カード・システムの構成図である。
【図８】従来の店舗側の取引端末の売上合算データの更
新とＩＣカード残高の更新の説明図である。
【図９】店舗側の取引端末での売上合算データの更新を
説明するシステム構成図である。
【図１０】買物客のＩＣカードによる売上合算データの
更新を説明するシステム構成図である。
【図１１】前回請求データの複写による売上の水増しの
説明図である。
【図１２】店舗売上データへのシリアル番号の付加説明
図である。
【図１３】他の店舗取引端末の請求データの複写による
売上の水増しの説明図である。
【図１４】店舗売上データへの取引端末ＩＤの付加説明
図である。
【符号の説明】
２ ＩＣカード ２−１，２−１′，２−１′′，２−１′′′ 復号部 ２−２，２−２′ 加算部 ２−３ 第１のレジスタ ２−４ 第２のレジスタ ２−５ メモリ ２−６ レジスタ ３ 店舗取引端末 ３−１１，３−１１′ セキュリティブラックボックス ４ 銀行センタ ４Ａ 現金自動支払い装置（ＡＴＭ） ８ 残高格納レジスタ ２０ 減算器 ２０ 金額表示部 ２１ 金額表示部 ２２ 売上データ ２３ 加算器 ２４，２５ 暗号化部 ２６ 比較器 ２７ 銀行鍵 ３０ 合算データ暗号化部 ３１ カード残高更新部 ３２ 加算器 ３３ 暗号化部 ３４ 復号部 ３５ 比較器 ３６ 銀行鍵格納部 ３７ 売上データ格納部 ３８ 加算器 ３９ 比較器 ４５ 暗合化部 ４６ 銀行鍵 ４７ 比較器 ８１ ＩＣカード ８２ 店舗取引端末 ８３ 銀行センタ ８４ 個人口座 ８５ 個人カード残高ログファイル ８６ 未決済資金ファイル ８７ 店舗口座 ８８ 残高格納レジスタ ９６ 加算器 ９７ 減算器 ９８ 金額表示ディスプレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０７Ｇ 1/14 Ｇ０６Ｆ 15/30 ３３０ Ｇ０９Ｃ 1/00 ６４０ Ｌ Ｈ０４Ｌ 9/32 Ｇ０７Ｆ 7/08 Ｂ Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ａ (56)参考文献 特開 昭60−91477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−4476（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197981（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243175（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 17/60 G06F 19/00 G07F 7/08 G07G 1/12 G09C 1/00 H04L 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 銀行センタ（４），現金自動支払い装置
    （４Ａ），ＩＣカード（２）及び店舗取引端末（３）か
    ら構成され、 該銀行センタ（４）で、マスタ鍵を用いて該銀行センタ
    （４）が生成する第１のパラメータを暗号化し、該銀行
    センタ（４）より現金自動支払い装置（４Ａ）を経由し
    てユーザの該ＩＣカード（２）へ配送すると、 ユーザは該現金自動支払い装置（４Ａ）より配送された
    暗号化パラメータを該ＩＣカード（２）に取り込み、該
    ＩＣカード（２）内のマスタ鍵で復号し、銀行発行の第
    １のパラメータを得、更にこのパラメータとユーザが管
    理するパスワードとを、該ＩＣカード（２）内で加算
    し、この結果を第１のレジスタ（２−３）に書き込ん
    で、 その後、ユーザが商店で買物を行ない、該店舗取引端末
    （３）で買物金額を支払う際に、該ＩＣカード（２）を
    該店舗取引端末（３）のカードリーダへ挿入すると、該
    店舗取引端末（３）側で予め銀行センタマスタ鍵で暗号
    化した第２のパラメータを該ＩＣカード（２）に対して
    送り、 該ＩＣカード（２）において受信した第２の暗号化パラ
    メータを内蔵のマスタ鍵で復号し、得られた該第２のパ
    ラメータを該第１のレジスタ（２−３）の値に対して加
    算し、その結果を該第２のレジスタ（２−４）に格納し
    て、 該ＩＣカード（２）内のメモリ（２−５）に記憶された
    暗号化セッション鍵を用いて、該第２レジスタ（２−
    ４）の値で復号し、目的の認証用の鍵を得るようにした
    電子財布システムの鍵管理方式において、 該ＩＣカード（２）内の該メモリ（２−５）に、該暗号
    化セッション鍵を複数種類記憶しておき、 該ＩＣカード（２）が該店舗取引端末（３）側から該第
    ２の暗号化パラメータを受け取る際に、該メモリ（２−
    ５）のアドレス情報を有する通番情報を受け取り、この
    通番情報に対応する該メモリ（２−５）のアドレスをア
    クセスして、対応するアドレスに記憶された該暗号化セ
    ッション鍵を出力して、該第２レジスタ（２−４）の値
    でこの出力を復号し、目的の認証用の鍵を得ることを特
    徴とする、電子財布システムの鍵管理方式。
  2. 【請求項２】 該ＩＣカード（２）の該メモリ（２−
    ５）へ一連の暗号化セッション鍵を書き込む場合、該銀
    行センタ（４）よりマスタ鍵で該暗号化セッション鍵を
    暗号化し、このデータを該現金自動支払い装置（４Ａ）
    を通じて、該ＩＣカード（２）に与え、 該ＩＣカード（２）は受信したデータをマスタ鍵で復号
    し、得られた一連の暗号化セッション鍵データを順次該
    メモリ（２）に格納することを特徴とする、請求項１記
    載の電子財布システムの鍵管理方式。
  3. 【請求項３】 該銀行センタ（４）が暗号化セッション
    鍵を発行する場合、一定の時間単位に対応する複数個の
    暗号化セッション鍵を該現金自動支払い装置（４Ａ）経
    由で該ＩＣカード（２）に配送することを特徴とする、
    請求項１記載の電子財布システムの鍵管理方式。
  4. 【請求項４】 該銀行センタ（２）が該店舗取引端末
    （３）に対して第２の暗号化パラメータを送る場合、該
    銀行センタ（２）よりマスタ鍵で暗号化した第２のパラ
    メータを一定の時間単位に対応させて複数個のデータを
    該店舗取引端末（３）へ送ることを特徴とする、請求項
    １記載の電子財布システムの鍵管理方式。
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