JPH04104376U - 非接触カード式自動改札装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ カードから送信される判定結果の送信信号を
解析して、有効判定結果を発信するカードの偽造と行使
を防止する。 ［構成］ カードから判定結果を送信する際、自動改札
機から受信したデータをキーとして判定結果を暗号化し
て送信部に出力する暗号化手段をそのカードに設け、自
動改札機には受信した判定結果を前記カードに送信した
際のデータを用いて解読する解読手段を設けた。また、
カードは、自動改札機よりポーリングを受信した時にＩ
Ｄコードを含む応答信号を送信し、自動改札機から受信
した駅名及び当日日付に前記ＩＤコードを付加したもの
をキーとして判定結果を暗号化し、自動改札機は先に受
信したＩＤコードと駅名及び当日日付データを用いて、
受信した判定結果を解読する。１

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、非接触カード式自動改札装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動改札機からサイクリックにポーリングを送出し、改札通路を通過しようと する旅客が、その所持する通信機能を有するＩＣカード（以下、単にカードとい う）を所定の通信エリアに接近させた時に、自動改札機から当該駅名と当日日付 などのデータを送信し、これを受信したカード側でこれに登録されている有効区 間及び期間などの基準データと比較して、そのカード自身の有効性判定をして、 その判定結果を自動改札機に送信し、自動改札機は受信した判定結果に応じて、 改札通路の通過を規制するようにした非接触カード式自動改札装置が提案されて いる。

【０００３】

【解決しようとする技術課題】

上記提案に係る非接触カード式自動改札装置においては、判定結果の情報が、 所定の送信データフォーマットの所定ビットを“０”又は“１”の二値のいずれ かで構成されたデータ、もしくは二値の所定の組み合わせにより構成されたデー タにより表現されている。そして、その判定結果のデータは、駅及び日付に無関 係に一定不変で使用されている。

【０００４】 このため、自動改札機から送信される電波などの通信媒体を傍受し、その周波 数及びデータを解読し、それを利用して有効判定結果のデータを発信するカード を偽造行使して、不正に改札通路を通過される虞がある。

【０００５】 従って、本考案は、上記偽造カードによる改札通路の不正通過を有効に防止で きる非接触カード式自動改札装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案に係る非接触カード式自動改札装置は、Ｉ Ｃカードから判定結果を送信する際、自動改札機から受信したデータをキーとし て判定結果を暗号化して送信部に出力する暗号化手段を前記ＩＣカードに設け、 前記自動改札機には受信した判定結果を前記ＩＣカードに送信した際のデータを 用いて解読する手段を設けたことを特徴としている。

【０００７】 また、ＩＣカードの送信部は、自動改札機よりポーリングを受信した時にＩＤ コードを含む応答信号を送信し、かつ、暗号化手段は、自動改札機から受信した 駅名及び当日日付に前記ＩＤコードを付加したものをキーとして判定結果を暗号 化し、自動改札機の解読手段は、先に受信したＩＤコードと駅名及び当日日付デ ータを用いて受信した判定結果を解読することを特徴としている。

【０００８】

【作用】

カードが自動改札機よりのポーリングを受信し、これに対して応答信号を送出 すると、自動改札機は駅名と当日日付のデータを送信する。

【０００９】 カードは、駅名と日付のデータを受信すると、これらとそのカードに登録され ている有効性を規定する区間及び期間などの基準データと比較して、有効性を判 定する。暗号化手段は、その判定結果を自動改札機から受信したデータをキーと して暗号化して送信部に出力する。従って、カードから暗号化された判定結果が 自動改札機に送信される。

【００１０】 自動改札機の解読手段は、カードより受信した判定結果を、先に送信した駅名 及び当日日付のデータを用いて解読し、判定結果を復元する。

【００１１】

【実施例】

次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 図１は、本実施例に係る自動改札機Ｇの斜視図である。図示の例は、双方向型 のものである。すなわち、スイッチの切替えにより、図面右から左方向又は左か ら右方向のいずれの方向の通過をも規制可能なように、筐体Ｈの前部と後部の側 面に改札通路を開閉するための扉１ａ，１ｂを有し、筐体の正面と背面には、通 過可能方向を旅客に表示するための表示部２が設けられている。図１は、右から 左方向に通過可能な場合を示している。また、正面及び背面の上部に、この自動 改札機の使用の可否を表示するためのランプ３が設けてある。先行の利用者に対 する改札処理（通過許容又は通過阻止）の未終了のため、又は無札者進入のため 使用不可能の時は赤色点灯し、使用可能な時は青色点灯する。

【００１３】 また、筐体の前部及び後部の上部には、利用者が所持するカードＣとの間で無 線通信によりデータを送受するための通信エリア４が設けられている。この通信 エリアには、後記通信制御部に接続されたアンテナ４ａが臨ませてある。

【００１４】 ｓは、隣の自動改札機との間に形成される改札通路への利用者の進入又は改札 通路からの退出、あるいは通過を検知するための人間検知器であり、筐体Ｈの側 面及びアーム５に取付けられている。筐体Ｈの両側の側面には、スピーカ６が取 付けられている。このスピーカは、カードからエラー判定結果を受信した時、又 は無札者検知の時に、それらの無札者又はエラー判定をされた利用者に対して、 改札通路からの退去を勧告するために用いられる。

【００１５】 ７は、この自動改札機本体の動作を司どる制御器であり、マイクロコンピュー タを用いて構成されている。

【００１６】 図２は、制御器７及びカードＣの電気的構成を示す。制御器７の中央処理部（ ＣＰＵ）１１は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラム及びデータとＲＡＭ１ ３に格納されているデータとを用いて演算制御処理を行う。このＣＰＵには、Ｉ ／Ｏユニット１４を介して各扉１ａ，１ｂを駆動する扉ドライバ１５と、ランプ ３を点灯制御するランプドライバ１６と、人間検知器ｓの検出信号を増幅して取 り入れるセンサ１７と、スピーカ６を駆動する音声ドライバ１８と、カードＣと の間でデータ送受を行う通信制御部１９とが接続されている。ＲＯＭにはこの自 動改札機が設置されている駅の駅名（駅コード）を記憶している。

【００１７】 通信制御部１９は、制御器７と別のマイクロコンピュータで構成されており、 周知の非接触型自動改札機と同じく、アンテナ４ａを介して自動改札機Ｇからカ ードＣに駅名及び当日日付のデータを送信するとともに、カードＣから送信され てくる電波を受信する機能を有している。また、カードより受信する判定結果を 内容とする暗号を解読する解読手段を有している。解読手段の詳細は後述される が、解読の結果、有効判定である場合は、その旨の信号を制御器７に入力するよ うになっている。なお、自動改札機ＧとカードＣとの間の通信方式には、上述の 電波方式に限らず、光通信方式、電磁結合方式あるいは電磁誘導方式等を採用す ることもできる。

【００１８】 次に、カードＣの電気的構成を説明すると、このカードは、通信機能を有する 通常のＩＣカードと同様に、アンテナ２０と、自動改札機Ｇの通信制御部１９と 同様の機能を有する通信制御部２１と、Ｉ／Ｏユニット２２と、ＣＰＵ２３と、 ＲＯＭ及びＲＡＭからなるメモリ２４と、電源２５とを有している。なお、電源 ２５は、カードＣの内部に持たずに、自動改札機Ｇから供給される電力波を受信 して電源とするようにしてもよい。

【００１９】 メモリのＲＯＭには、そのカードの有効性判定のための基準データ、すなわち 、そのカードを有効に使用できる区間、期間などのデータが記憶されている。ま た、ＲＡＭには、後述のように、このカードが自動改札機から受信した日付及び 駅名のデータを有効性判定のため、及び判定結果の暗号化のために一時記憶する ようになっている。

【００２０】 ＣＰＵ２３は、本考案の目的とする機能実現手段として、有効性判定手段のほ か、判定結果の暗号化手段を有している。そして、アンテナ２０及び通信制御部 ２１を介して、自動改札機Ｇからのポーリングを受けて、自動改札機側に応答信 号を送信し、さらに、自動改札機から受信する駅名、当日日付などのデータに基 づいて、メモリ２４の前記基準データを用いて、そのカードの有効性を判定して 、その判定結果を自動改札機Ｇ側に送信するように制御する。前記暗号化手段は 、この判定結果の送信の前に、有効性判定手段により得られた判定結果を、先に 自動改札機より受信したデータをキーとして暗号化して出力するように構成され ている。

【００２１】 続いて、図３のフローチャートを参照して、自動改札機の動作を説明する。

【００２２】 自動改札機では、電源投入によりプログラムの実行が開始され、所定の時間間 隔、例えば０．１秒ごとにポーリングが送出される（ステップ１。以下、ステッ プをＳで表わす。）。そして、そのポーリングに対応してカードより応答信号（ レスポンス）を受信したか否かを調べる（Ｓ２）。応答信号を受信した場合は、 当日日付と当該駅の駅名のデータを送信した後（Ｓ３）、カードからの判定結果 の受信を待つ（Ｓ４）。

【００２３】 カードより判定結果のデータを受信した場合（Ｓ４肯定）は、解読手段がその 受信したデータに対して、直前に送信した駅名と当日日付のデータをキーとして 解読して、そのデータに含まれる判定結果を復元する。そして、その判定結果が 有効判定か、エラー判定かを判断する（Ｓ５）。その判定結果が有効である場合 は、周知の自動改札機と同様に、改札通路の通過を許容する改札処理を行なって （Ｓ６）、最初のステップ（Ｓ１）に戻る。

【００２４】 暗号解読の結果得られた判定結果がエラー判定の場合（Ｓ５否定）は、その時 に人間検知器ｓからの検知信号に基づいて改札通路にその利用者が進入している か否かを調べ（Ｓ７）、進入していない時は音声案内／エラー表示を行ない（Ｓ １４）、一定時間後最初のステップ（Ｓ１）に戻る。これに対し、進入を検知し ている時は、改札通路の通過を阻止する制御を行なう（Ｓ８）とともに、スピー カ６よりその改札通路から退出すべき旨をアナウンスし、ランプ３に赤色点灯し て（Ｓ９）、後続の利用者に対して交信不可能であることを報知する。人間検知 器の検知信号に基づいて、改札通路からの退出を検知する（Ｓ１０肯定）と、通 過阻止を解除し（Ｓ１１）、ランプ３を青色点灯して（Ｓ１２）、後続者に対し てカードとの交信が可能であることを表示した後、最初のステップ（Ｓ１）に戻 る。

【００２５】 また、ポーリング送出後に応答信号がない場合（Ｓ２否定）は、人間検知器か らの検知信号に基づいて、無札者の有無を調べ（Ｓ１３）、無札者を検知しない 場合は、ポーリングが反復的に送出される。しかし、無札者を検知したときは、 ステップ８にジャンプして通過を阻止し（Ｓ１８）、かつ、スピーカ６よりその 改札通路からの退出を勧告するとともに、ランプ３を赤色点灯する（Ｓ１９）。 退出を検知したとき（Ｓ１０肯定）は、通過阻止を解除し（Ｓ１１）、ランプ３ を青色点灯（Ｓ１２）した後、最初のステップＳ１に戻る。

【００２６】 カードＣへのデータ送信後にカードからの判定結果の受信を待っても受信しな い時（Ｓ４否定）は、ステップＳ１３に移行して、人間検知器からの検知信号に 基づいてそのカード所持者が改札通路に進入したか否か、すなわち、無札者検知 の有無を調べる。その検知状態に対応する処理は、前述した通りである。

【００２７】 続いて、図４のフローチャート及び図５の概念図を参照して、カードの動作を 説明する。図５において、矢印は送信と送信方向を意味する。 カードが電波検出範囲に入るとカードの電源が投入され、プログラムの実行を 開始し、まず、自動改札機からのポーリングを受信したか否かを調べる（Ｓ２１ ）。ポーリングを受信した時（図５の）は、カードは応答信号を送出（図５の Ｓ２２、図４の）した後、その自動改札機から当日日付と駅名のデータを受信 したか否かを調べる（Ｓ２３）。有効性判定に必要なこれらのデータを受信する と（図５の）、これらのデータをＲＡＭに格納し、続いて、そのカードの有効 性を判定する（図３のＳ２４、図４の）。すなわち、自動改札機から受信した 駅名と当日日付のデータがそのカードのＲＯＭに登録されている、そのカードの 有効範囲を規定する期間及び区間の範囲に含まれるか否かの判定をする。

【００２８】 そして、判定結果が得られると、暗号化手段によりその判定結果を先に自動改 札機から受信したデータ、すなわち、駅名及び当日日付のデータを用いて、既知 の暗号化技術を用いて一定のデータ処理により得られるものをキーとして、その 判定結果を暗号化する（Ｓ２５、図５の）。そして、得られた暗号をカードか ら送信する（Ｓ２６、図５の）。

【００２９】 上記の実施例によれば、暗号化のキーとされるものは、当該駅の駅名及び当日 日付であるから、駅が異なれば送信される判定結果の情報は同一ではない。また 、同一の駅でも、日が変われば、判定結果の情報も異なる。従って、自動改札機 の付近でカードと自動改札機の間で送受される暗号信号を傍受して解読すること は非常に困難であり、判定結果を送信するカードを偽造し、行使して、改札通路 を不正に通過することを防止することができる。

【００３０】 改良された実施例においては、カードが自動改札機からポーリングを受信した とき、応答信号を送出する際に、図４に括弧書きで示すように、そのカードの所 持者のＩＤコードを付加して送信する機能を送信部に付加し、さらに、その自動 改札機の通信制御部に駅名と日付データを送信する時に、その直前に受信したＩ Ｄコードをも合わせて送信する機能を付加し、さらに、カードの暗号化手段には 、判定結果の暗号化の際に、自動改札機から受信した駅名と当日日付のほかに、 さらにそのＩＤコードを含めたものをキーとして判定結果を暗号化するように構 成してあり、加えて、自動改札機の解読手段は、先に送信したＩＤコードと駅名 と同日日付のデータを用いて、カードより受信した信号の暗号を解読して（図５ の）判定結果を復元して得るように構成してある。

【００３１】 このように、カードのＩＤコードをも判定結果の暗号化のためのキー作成に利 用する場合は、ＩＤコードは各旅客ごとに異なるものであるから、不正に改札通 路を通過することを企む者が有効判定結果の暗号を解読して、偽造暗号を発信す るカードを製造して行使することは不可能である。従って、非接触式カード自動 改札装置における模造信号発信による不正通過が防止される。

【００３２】

【考案の効果】

上述のように、本考案に係る非接触カード式自動改札装置においては、カード の判定結果は、当該自動改札機の設置駅名、当日日付あるいは、旅客のＩＤコー ドなどの個々の不特定のデータをキーとして暗号化されて送信されるので、これ を受信解読して、有効判定結果を表わすデータを作成し、これを発信する偽造カ ードを不正使用することを有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】非接触カード式自動改札装置における自動改札
機の一例を示す斜視図である。

【図２】非接触カード式自動改札装置の概略的構成を示
すブロック図である。

【図３】自動改札機の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図４】カードの動作を説明するフローチャートであ
る。

【図５】改札機とカードとの間のデータ送受及びそのデ
ータ内容を説明する概念図である。

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 関口 昌利 栃木県宇都宮市平出工業団地11−２ 日本 信号株式会社宇都宮事業所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動改札機より駅名と当日日付などのデー
   タを送信し、ＩＣカード側で受信した前記駅名と日付な
   どのデータと、そのＩＣカードに登録してある基準デー
   タとに基づいてそのＩＣカードの有効性判定をして、そ
   の判定結果を自動改札機に送信し、自動改札機は受信し
   た判定結果に応じて改札通路における旅客の通過を許容
   し又は阻止する非接触カード式自動改札装置において、
   前記ＩＣカードから判定結果を送信する際、自動改札機
   から受信したデータをキーとして前記判定結果を暗号化
   して送信部に出力する暗号化手段を前記ＩＣカードに設
   け、前記自動改札機には受信した判定結果を前記ＩＣカ
   ードに送信した際のデータを用いて解読する解読手段を
   設けたこと、を特徴とする非接触カード式自動改札装
   置。
2. 【請求項２】ＩＣカードの送信部は、自動改札機よりポ
   ーリングを受信した時にＩＤコードを含む応答信号を送
   信し、かつ、暗号化手段は、自動改札機から受信した駅
   名及び当日日付に前記ＩＤコードを付加したものをキー
   として判定結果を暗号化し、自動改札機の解読手段は、
   先に受信したＩＤコードと駅名及び当日日付データを用
   いて受信した判定結果を解読することを特徴とする請求
   項１記載の非接触カード式自動改札装置。