JP7400528B2

JP7400528B2 - 自己診断機能を有するｉｃカードおよびｉｃカードの自己診断方法

Info

Publication number: JP7400528B2
Application number: JP2020028719A
Authority: JP
Inventors: 雄介橋村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP2021135539A

Description

本発明は，ＩＣチップ（半導体集積回路）を実装したカード媒体であるＩＣカードに関し，更に詳しくは，ＩＣカードが実行する自己診断に関する。

ＩＣチップ（半導体集積回路）を実装したカード媒体であるＩＣカードは，財布や鞄の中に入れられ，物理的に過酷な環境で取り扱われることが多いため，ＩＣカードに実装したＩＣチップが故障してしまう危険性がある。そのため，ＩＣカードでは，ＩＣチップに集積された回路の動作を確認する自己診断を起動時に実施することが一般的になっている。

ＩＣカードの起動時にすべての自己診断を完了できればよいが，近年ではＩＣカードの多機能化が進み，ＩＣチップに集積させる機能数やメモリ容量が増加する傾向にある。ＩＣチップに集積させる機能数が増加すると，ＩＣチップの自己診断に要する時間も長くなるため，起動時間に制約が設けられているＩＣカードでは，自己診断に係る処理を起動時にすべて完了できないことがある。

この問題を解決するため，特許文献１で開示されたＩＣカードは，効率良く自己診断を行えるように，起動時に加えて，上位装置からのコマンドの受信待ち状態のときに自己診断を行えるように構成されている。

特開２０１４－５９７３１号公報

一方，近年では一枚のＩＣカードに複数のアプリケーションを実装することが一般的になっている。アプリケーションが使用するＩＣチップの機能は，アプリケーションごとに異なるため，アプリケーションによっては，アプリケーションごとに自己診断の実施内容を管理できた方が，自己診断の時間を短縮できると考えらえる。

そこで，本発明では，アプリケーションごとに自己診断の実施内容を管理できるＩＣカードおよび方法を提案する。

上述した課題を解決する第1発明は，ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信すると起動し，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能のみを自己診断する自己診断管理モジュールを備えたことを特徴とするＩＣカードである。

上述した課題を解決する第２発明は，ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信すると起動し，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能のみを自己診断する自己診断管理モジュールをメモリに実装したＩＣカード用ＩＣチップである。

上述した課題を解決する第３発明は，ＩＣカードが，ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信するステップと，前記ＩＣカードが，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を自己診断するステップを順に実行することを特徴とするＩＣカードの自己診断方法である。

上述した本発明は，アプリケーションごとに自己診断の実施内容を管理できるように，すべてのアプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外に，アプリケーションが使用するＩＣチップ機能をアプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルに基づいて，セレクトコマンドで示されるアプリケーションが使用するＩＣチップ機能のみを自己診断するように構成されている。

本実施形態に係るＩＣカードの概略構成図。ＩＣチップの概略構成図。自己診断管理テーブルを説明する図。自己診断管理モジュールの動作を説明する図。

ここから，本発明に係る実施形態について記載する。本実施形態は，本発明の理解を容易にするためのものであり，本発明は，本実施形態に限定されるものではない。また，特に断りのない限り，図面は，本発明の理解を容易にするために描かれた模式的な図である。

図１は，本実施形態に係るＩＣカード１の概略構成図で，図２は，ＩＣチップ２の概略構成図である。図１において，本実施形態に係るＩＣカード１は，接触および非接触の二つのインターフェースを有するデュアルインターフェース型のカードである。ＩＣカード１は，接触通信で用いる接触パッド２１１を表面に実装し，非接触通信で用いるアンテナコイル２１２を内部に実装する。図１で図示したＩＣカード１において，ＩＣカード１が備えるＩＣチップ２は，接触パッド２１１の裏面に実装されている。

図１で示したように，ＩＣカード１は，ハードウェアとなるＩＣチップ２と，ＩＣチップ２の上で直接動作するオペレーティングシステム３と，オペレーティングシステム３を基盤として動作する少なくとも一つ（ここでは，二つ）のアプリケーション４から構成される。

ＩＣカード１に実装したＩＣチップ２には様々な機能が集積される。図２で図示したように，本実施形態において，ＩＣチップ２には，データの保存に用いるメモリ機能以外のＩＣチップ２機能として，中央演算処理装置であるＣＰＵ２００（Central Processing Unit）と，特定の暗号演算処理を行う機能であるコプロセッサー２０４（Co-processor）と，巡回冗長検査に係る誤り符号の演算処理を行う機能であるＣＲＣ演算回路２０６（CRC: Cyclic Redundancy Check）がバス２１０に接続している。更に，ＩＣチップ２には，ＩＣチップ機能として，接触パッド２１１のＩ／Ｏ端子と接続し接触通信に係る処理を実行する機能であるＵＡＲＴ２０５（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）と，アンテナコイル２１２と接続し非接触通信に係る処理を実行する機能であるＲＦＩ２０９（RFI: Radio Frequency Interface）がバス２１０に接続している。更に，ＩＣチップ２には，ＩＣチップ機能として，疑似乱数を生成する回路である乱数生成器２０７(RNG: Random Number Generator)と，時間を計測する回路であるタイマー２０８（Timer）がバス２１０に接続している。

更に，図２では，ＩＣチップ２には，データの保存に用いるメモリ機能として，読み出しのみが可能なメモリであるＲＯＭ２０１（ROM: Read Only Memory)と，揮発性メモリであるＲＡＭ２０２（RAM: Random Access Memory）と，電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであるＮＶＭ２０３（NVM: Non-volatile memory）が集積されている。ＲＡＭ２０２には，オペレーティングシステム３やアプリケーション４が一時的に記憶するデータが記憶される。ＲＯＭ２０１には，オペレーティングシステム３のプログラムコードなどが記憶される。ＮＶＭ２０３には，オペレーティングシステム３のデータや，アプリケーション４のプログラムコードとデータが記憶される。

オペレーティングシステム３は，ＩＣカード１の基本機能と，アプリケーション４が利用する機能をアプリケーション４に提供するコンピュータプログラムである。本実施形態において，オペレーティングシステム３は，ＩＣカード１の基本機能として，アプリケーション４などの選択に用いるコマンドであるセレクトコマンド３０（Select Command）と，ＩＣチップ機能の自己診断を行うコンピュータプログラムである自己診断管理モジュール３１（Self-Test Management Module）を備える。

セレクトコマンド３０は，セレクトコマンド３０のコマンドメッセージで示されるアプリケーション４を起動させるコマンドである。オペレーティングシステム３は，セレクトコマンド３０により選択可能なアプリケーション４を示すアプリケーションテーブル３２を有し，このアプリケーションテーブル３２には，アプリケーション識別子（AID: Application Identifier）とアプリケーション４を記憶したＮＶＭ２０３の領域が少なくともアプリケーション４ごとに記載されている。

一般的に，ＩＣチップ２が有するＩＣチップ機能に係る自己診断はＩＣカード１が起動したときに実行される。しかし，ＩＣカード１に複数のアプリケーション４を実装する場合，アプリケーション４で使用するＩＣチップ機能はアプリケーション４ごとに異なることがあるため，本実施形態に係るＩＣカード１は，アプリケーション４ごとに自己診断の実施内容を管理できるように構成されている。

アプリケーション４ごとに自己診断の実施内容を管理できるように，本実施形態に係る自己診断管理モジュール３１は，すべてのアプリケーション４で共通使用されるＩＣチップ機能以外で，アプリケーション４が使用するＩＣチップ機能をアプリケーション４ごとに記した自己診断管理テーブル３１０と，ＩＣチップ機能の自己診断を行う機能別診断モジュール３１１をこのＩＣチップ機能ごとに備える。

図３は，自己診断管理テーブル３１０を説明する図である。図３で図示したように，自己診断管理テーブル３１０は，すべてのアプリケーション４で共通使用されるＩＣチップ機能以外で，アプリケーション４が使用するＩＣチップ機能をアプリケーション４ごとに記したテーブルである。図３では，行はアプリケーション４で，列はＩＣチップ機能になっている。

自己診断管理テーブル３１０の列に対応するＩＣチップ機能は，すべてのアプリケーション４で共通使用されるＩＣチップ機能以外のＩＣチップ機能になる。図２で図示したＩＣチップ機能において，ＣＰＵ２００およびメモリ機能（ＲＯＭ２０１，ＲＡＭ２０２，ＮＶＭ２０３）は，すべてのアプリケーション４が共通使用するＩＣチップ機能になるため，図３で図示した自己診断管理テーブル３１０には，これらに対応する列は設けられていない。

図３では，アプリケーション４が使用するＩＣチップ機能に「１」を，アプリケーション４が使用しないＩＣチップ機能に「０」を付けている。例えば，アプリケーション４Ａに対応する行において，「１」になっている列に対応するＩＣチップ機能が，アプリケーション４Ａが使用するＩＣチップ機能になる。図３によれば，接触で動作するアプリケーション４Ａが使用するＩＣチップ機能は，タイマー２０８とＵＡＲＴ２０５になる。また，非接触で動作するアプリケーション４Ｂが使用するＩＣチップ機能は，コプロセッサー２０４，ＣＲＣ演算回路２０６，ＲＦＩ２０９，乱数生成器２０７およびタイマー２０８になる。

機能別診断モジュール３１１は，ＩＣチップ機能の単位で自己診断を行うモジュールで，自己診断を行う内容はＩＣチップ機能ごとに異なる。機能別診断モジュール３１１は，ＢＩＳＴ (Built-In Self-Test)に代表される自己診断専用のハードウェアモジュールでもよく，または，ＩＣチップ機能を自己診断するためのソフトウェアモジュールでもよい。

図４は，自己診断管理モジュール３１の動作を説明する図である。図４を参照する説明は，発明に係る自己診断方法の説明を兼ねている。

ＩＣカード１のオペレーティングシステム３が，アプリケーション４を選択するセレクトコマンド３０のコマンドメッセージを上位装置から受信すると（ステップＳ１），自己診断管理モジュール３１が起動する（ステップＳ２）。

ＩＣカード１で起動した自己診断管理モジュール３１は，まず，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域を自己診断する（ステップＳ３）。アプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域は，アプリケーションテーブル３２に記載されており，この自己診断には，アプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域に記憶された誤り符号が利用される。なお，セレクトコマンド３０のコマンドメッセージを受信したときに，アプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域を自己診断するのは，アプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域はアプリケーション４ごとに異なるからである。

自己診断管理モジュール３１は，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域に係る自己診断結果を確認する（ステップＳ４）。この自己診断結果が異常の場合，自己診断管理テーブル３１０に記載されたＩＣチップ機能ごとに繰り返し実行する機能別自己診断処理（ステップＳ５）を実行することなく，自己診断異常時の処理（ステップＳ９）を実行して，図４の手順は終了する。

セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４に対応するＮＶＭ２０３の領域に係る自己診断結果が正常であれば，自己診断管理モジュール３１は，自己診断管理テーブル３１０に記載されたＩＣチップ機能ごとに繰り返し実行する機能別自己診断処理を実行する（ステップＳ５）。

（ステップＳ５）の機能別自己診断処理において，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能が，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４の自己診断対象になっているか確認する（ステップＳ６）。これは，自己診断管理テーブル３１０において，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４に対応する行と機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能に対応する列で特定される箇所の値が「１」になっているか否かで確認できる。

機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能が，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４の自己診断対象になっていない場合，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能に係る自己診断を終了する。

図４の（ステップＳ６）において，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチッ機能が，セレクトコマンド３０で示されたアプリケーション４の自己診断対象になっている場合，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能に対応する機能別診断モジュール３１１を作動させ，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能を自己診断する（ステップＳ７）。

次に，自己診断管理モジュール３１は，機能別診断モジュール３１１が実行したＩＣチップ機能の自己診断結果を確認する（ステップＳ８）。自己診断結果が正常の場合，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能に係る自己診断を終了する。

自己診断結果が異常の場合，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理（Ｓ５）の対象にしていないＩＣチップ機能が自己診断管理テーブル３１０にあるかないかに係わらず，ループ処理である機能別自己診断処理を抜けて，自己診断異常時の処理（ステップＳ９）を実行し，図４の手順は終了する。自己診断異常時の処理の内容は任意である。自己診断異常時の処理として，ＩＣチップ機能の異常を示すセレクトコマンド３０のレスポンスＡＰＤＵを返信してもよく，これ以降の処理を実行しない状態にＩＣチップ２を遷移させてもよい。

機能別自己診断処理の対象になるＩＣチップ機能の自己診断を終了すると，自己診断管理モジュール３１は，機能別自己診断処理の対象にしていないＩＣチップ機能が自己診断管理テーブル３１０にあるか確認し，ある場合は，機能別自己診断処理の対象にしていないＩＣチップ機能の一つを次の機能別自己診断処理の対象にする。また，機能別自己診断処理の対象にしていないＩＣチップ機能が自己診断管理テーブル３１０にない場合，機能別自己診断処理は終了し，図４の手順は終了する。

アプリケーション４が使用するＩＣチップ機能やアプリケーション４の容量が大きい場合，ＩＣカード１の規格で定められたレスポンスの待ち時間より図４で図示した処理に要する時間が長くなることがある。しかし，セレクトコマンド３０のコマンドメッセージを受信したときに機能別自己診断処理などを行うことで，レスポンスの待ち時間より図４で図示した処理に要する時間が長くても，時間延長要求（例えば，ＩＳＯ７８１６などで定義されているＳ（ＷＴＸ要求）ブロック）を利用すれば，自己診断に係る処理を完了させることができる。

なお，すべてのアプリケーション４で共通使用されるＩＣチップ機能は，自己診断管理テーブル３１０を参照せずに自己診断される。例えば，セレクトコマンド３０のコマンドメッセージを受信したときではなく，ＣＰＵ２００とメモリ機能の一部（ＲＯＭ２０１とＲＡＭ２０２）は，ＩＣカード１の起動時に自己診断するとよい。

また，本発明は，デュアルインターフェース型のカード以外（例えば，接触型のカード）にも適用できる。

１ＩＣカード
２ＩＣチップ
３オペレーティングシステム
３０セレクトコマンド
３１自己診断管理モジュール
３１０自己診断管理テーブル
３１１機能別診断モジュール
３２アプリケーションテーブル
４アプリケーション

Claims

ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信すると起動し，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能のみを自己診断する自己診断管理モジュールを備えたことを特徴とするＩＣカード。
ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信すると起動し，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能のみを自己診断する自己診断管理モジュールをメモリに実装したＩＣカード用ＩＣチップ。
ＩＣカードが，ＮＶＭに記憶されたアプリケーションの選択に用いられるセレクトコマンドのコマンドメッセージを受信するステップと，前記ＩＣカードが，すべての前記アプリケーションで共通使用されるＩＣチップ機能以外で，前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を前記アプリケーションごとに記した自己診断管理テーブルを参照し，前記セレクトコマンドで示される前記アプリケーションが使用するＩＣチップ機能を自己診断するステップを順に実行することを特徴とするＩＣカードの自己診断方法。