(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋読み取り装置とカード所有者の登録指紋情報を内部に秘匿した指紋認証用ＭＰＵを内装すると共に、無線アクセスポイントから常時発信される信号を受信するモジュールを上記指紋認証用ＭＰＵの制御下において内装し、該モジュールにはモジュール固有の無線ＬＡＮのアドレスを備えた指紋認証付スマートカードを用いた決済方法であって、複数の無線アクセスポイントから発信される信号を内装されたモジュールで受信し、受信したアクセスポイントを、無線ＬＡＮのアドレスを用いて公開されているアクセスポイントのマッピングデータベースを検索してペアリングしたアクセスポイントが所定のサービスを提供する適正なアクセスポイントであることを確認し、更に搭載された指紋読み取り装置から指紋を読み取り、読み取った指紋情報とカード内に記憶させたカード所有者の登録指紋情報とを指紋照合処理し、読み取った指紋情報が正しく登録されたカード所有者のものであることを確認した後、決済を開始することを特徴とする指紋認証付スマートカードを用いた決済方法。
【請求項２】
指紋照合処理過程で用いた機器ＩＤと登録指紋データの電子証明書の真正性を検証し、真正性が判定された後、決済を開始することを特徴とする請求項１記載の決済方法。
【請求項３】
登録指紋情報の電子証明書を、最新のものに差し替えて行う請求項１に記載の決済方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮによる指紋認証付スマートカードとこれを用いた決済方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀行カード、クレジットカード、デビッドカードなどの電子マネーカード、また車のキーや鍵機能を持つ社員証等における取引、決済手段やアクセス制御手段として本人が日常的に携行して用いられるICカードはスマートカードとも称呼され、広く普及している。
【０００３】
決済、取引手段やアクセス制御手段として本人が日常的に携行するスマートカードは、サービスの増加により付加価値が高まる一方で、所有者が正当な本人（使用権限を有する者）であるかどうかの確認を行なう方法としては現在、当該スマートカードを持っていることによる確認証明方法以外には、証明書の提供、暗証番号の提供、カードに印刷された顔写真の目視確認等による判断に止まる。このような現状の中で、スマートカードに電池を搭載し、インターネットを経由して特定のサイトにアクセスする際に必要なパスワードをカード内で演算し、それをカード上に表示するディスプレーを設けた「ワンタイムパスワード・カード」が実用化され始めた。
【０００４】
一方、近年の著しいインターネットの普及、利用により、より簡便に何時でも、何処でもネットワークにアクセス出来る環境の提供が現実のものとなりつつある。その一つの表れが、スマートフォンに代表されるモバイル端末に対応する「無線LAN（IEEE 802.11）」の普及で、家電製品にすら少なからず装備され遠隔操作や最適運用の実現に「WiFi（ワイハイ）」の呼称と共に定着が進んでいる。この無線LANの導入初期には、他の新規技術同様不具合も多々指摘され、特にその情報漏えいに対する脆弱性が取り沙汰された。しかし、最近ではその安全性も飛躍的に改善される一方で、動画配信ですらスムーズな視聴も可能になる等、データの転送速度も対応容量も莫大な規模に達している。
【０００５】
このような環境の中で、スマートカードにおいても無線ＬＡＮを使用すれば、ＩＣカードも従来の国際規格に準拠し続ける必要がなく、しかも巷に普及する無線のアクセスポイントに直接接続（正確には「ペアリング」）し、目的のサービスの提供サイトと交信できさえすればICカード・リーダーすら不要になるなどの利点があり、無線ＬＡＮを用いたスマートカードが多数開示されている（特表2014-529123、特表2008-535061、特表2007-535073、特表2005-524890等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表2014-529123
【特許文献２】特表2008-535061
【特許文献３】特表2007-535073
【特許文献４】特表2005-524890
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これら無線ＬＡＮを用いたスマートカードにおいては、決済またはデータの交換の安全性に不安がある。
そこで本発明では、（１）スマートカードの正当な所有者の確認には指紋情報を用いる、（２）指紋認証に用いた「指紋センサ」、「指紋認証処理に用いられたMPU」の真正性を証明する、（３）スマートカードの外部とのデータの通信手段の真正性を証明する、（４）指紋認証に用いた「登録指紋データ」の真正性を証明する、（５）無線LANのアクセスポイントからのビーコン情報を用いて、取引決済が実行される位置情報を取得し、決済取引の相手先の真正性を証明する、（６）決済取引の時刻とGPSからの位置情報の高精度化により、「いつ」、「どこで」実行された決済であるかの裏付けにより検証を補強する等により、決済またはデータの交換に不安のない、無線ＬＡＮを用いたスマートカードとこれを用いた決済方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
無線ＬＡＮを用いたスマートカードにおいて、指紋読み取り装置とカード所有者の登録指紋情報を内部に秘匿した指紋認証用ＭＰＵを内装すると共に、無線アクセスポイントから常時発信される信号を受信するモジュールを上記指紋認証用ＭＰＵの制御下において内装し、該モジュールにはモジュール固有の無線ＬＡＮのアドレスを備え、更に内部にはカード所有者の登録指紋情報を記憶させたことを特徴とする指紋認証付スマートカード。
【０００９】
複数の無線アクセスポイントから発信される信号（ビーコンまたはプローブ応答）を内装されたモジュールで受信し、受信したアクセスポイントを、無線ＬＡＮのアドレスを用いて公開されているアクセスポイントのマッピングデータベースを検索して受信したアクセスポイントが所定のサービスを提供する適正なアクセスポイントであることを確認し、更に搭載された指紋読み取り装置から指紋を読み取り、読み取った指紋情報とカード内に記憶させたカード所有者の登録指紋情報とを指紋照合処理し、読み取った指紋情報が正しく登録されたカード所有者のものであることを確認した後、決済を開始することを特徴とする前記決済方法の安全性を高めるためには、指紋認証付スマートカードを用いた決済方法。
【００１０】
なお、決済方法の安全性を高めるためには、指紋照合処理過程で用いた機器ＩＤと登録指紋データの電子証明書の真正性を検証し、真正性が判定された後、決済を開始する方法が好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ICカードとデータの通信をする為の専用のICカード・リーダーが不要となり、無線LANを介して決済取引を行うことから、決済の場所の制約も無くなると同時に、通信のデータ容量も通信速度も飛躍的に増大し、今後の様々なサービスへの応用、展開が期待出来る。
【００１２】
また、本発明では、相手先の無線アクセスポイントのビーコン情報をデータベース化して提供するサービスを検索することで決済取引の位置情報を検証するが可能となるので、決済取引の相手先の正当性の確認上で無線LANならではの安全確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明によるスマートカードにより決済をする状況を表した図
【図２】図２は、本願発明によるスマートカードの構造を示す図
【図３】図３は、本願発明によるスマートカードにより、代金の支払いを行うフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
無線ＬＡＮを用いたスマートカードにおいて、指紋読み取り装置とカード所有者の登録指紋情報を内部に秘匿した指紋認証用ＭＰＵを内装すると共に、無線アクセスポイントから常時発信される信号を受信するモジュールを上記指紋認証用ＭＰＵの制御下において内装し、該モジュールにはモジュール固有の無線ＬＡＮのアドレスを備えたことを特徴とする指紋認証付スマートカード。
【００１５】
複数の無線アクセスポイントから発信される信号を内装されたモジュールで受信し、受信したアクセスポイントを、無線ＬＡＮのアドレスを用いて公開されているアクセスポイントのデータベースを検索してその位置情報を特定し、受信したアクセスポイントが所定のサービスを提供する適正なアクセスポイントであることを確認し、更に搭載された指紋読み取り装置から指紋を読み取り、読み取った指紋情報とカード内に記憶させたカード所有者の登録指紋情報とを指紋照合処理し、読み取った指紋情報が正しく登録されたカード所有者のものであることを確認した後、決済を開始することを特徴とする前記指紋認証付スマートカードを用いた決済方法。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明による指紋認証付きスマートカードの無線LANによる取引決済の実現方法とその安全性確保の原理について図を参照して説明する。
図１は、本発明によるスマートカード２を用いて所有者１が、ショップ５で支払いの決済をする状況を図化したものである。当該スマートカード２の内部を図２に示す。
【００１７】
図２によると、指紋センサ14にはセンサID３４が、その内部に記録されていて、指紋認証用MPU（Micro Processor Unit）１３からのコマンドに従い読取られる。指紋センサ１４に書き込まれているセンサID３４は、書き換えることは出来ないことは言うまでもない。
【００１８】
指紋認証用ＭＰＵ１３の内部にも書換え不能な読取り専用メモリー（ROM：Read Only Memory）内にスマートカードの固有IDコード３３（MPUのID）と登録指紋情報３７が記録されていて、必要な時にソフトウェアから読み出し可能である。同様のROM（EEPROM）１５には、スマートカードに付帯する指紋認証に関する電子証明書３５、指紋認証に関する登録指紋データの電子証明書３６が記録されている。また、スマートカードの内部には、暗号処理モジュール１６が具備されていて、外部送出データの暗号化と電子証明書の確認の為の複合化を担う。
【００１９】
無線LANでスマートカード外部と通信する為のモジュール１１には、モジュール固有の無線LANのアドレス（MACアドレス）３１が備わっていて、これも書換え不能であり、必要な時にMPU１３に読み出すことが出来る。データの送受信はアンテナ10を経由して実行される。
【００２０】
以上のスマートカード内部の各モジュール、機能は給電モジュール３２により電力を供給される。給電モジュール３２は、スマートカードの表面にOn/Offスウィッチ１２が取り付けられていて、それを押下することにより電源供給が開始され、指紋認証による本人確認が始まる。このOn/Offスウィッチ１２は圧力感知式でも良いし、静電容量検知方式のタッチセンサ等も考えられる。また、給電の方式としては電磁誘導を用いた非接触給電、バッテリーの搭載またはスーパーコンデンサーの搭載等が考えられる（特許第5523388号）。
【００２１】
次に、図3のフローチャート及び図1のスマートカード内部構造と図1の実際の運用図に沿って本発明による指紋認証付きスマートカードの無線LANによる取引決済の実現方法とその安全性確保の原理について図を参照して説明する。
【００２２】
図３では、スマートカード２の所有者１が、店舗５で買い物をし、その代金の支払い決済を行うシーンを想定する。支払いをスマートカード２で実施しようとする所有者１は、まず携行しているスマートカードのスウィッチ１２をONにする（処理４０）。これでスマートカード２の上のMPU１３が動作を開始する。
【００２３】
図２で、MPU１３の制御下で無線LANモジュール１１が、周辺の無線アクセスポイント３を探索する４１。同時に無線LANモジュール１１に固有に記録されているMACアドレス３１を読取りMPU１３の中に読み込む（処理４２）。
【００２４】
無線LANモジュール１１は、スマートカード２の周辺に分布、存在する無線アクセスポイント３から発せられるビーコン情報をアンテナ１０により取得、無線LANモジュール１１の内部で解析しスマートカード２内の無線LANモジュール１１とのペアリングレベル（データ通信の強度）の最も高く、効率の良い無線アクセスポイントを探し出し、複数のビーコン情報を統合、解析することによりスマートカード２の位置を特定する（処理４３）。
【００２５】
この実施例では、スマートカード２とペアリングされる無線アクセスポイント３は、買い物を行う店舗５の内部に存在し、そのアクセスポイント経由でネットワーク４に接続し、無線アクセスポイント３の情報を記録、保管するサービス拠点データベース８に問い合わせ（処理４４）、決済の相手先の位置情報の正当性を検証する（処理６０）。
【００２６】
その結果、当該スマートカード２とペアリングしている相手先の無線アクセスポイント３の位置情報が、間違いなく決済の相手先の近傍に存在することを検証することが出来る（処理６１）。近年、インターネットサービスの一環として同様の無線アクセスポイント３の属性を保管するデータベース８が存在し、50メートル程度以下の誤差でペアリングの相手先を特定可能となっている。
【００２７】
このことは、悪意の第三者が何らかの違法な手段により、違法な取引決済やデータ交換を企てた場合、当該スマートカードの存在場所が取引決済場所として合理的か否かの判定と、取引決済が行われようとするネットワークへの無線アクセスポイントが、取引の相手先の位置として矛盾の無い場所か否かを検証し（処理６０）、検証結果を通知して（処理６１）、検証結果が妥当性に欠けると判断すれば（処理４５）、当該取引を中止することになる（処理４６）。
【００２８】
当該位置情報の精度を更に高める方法としては、当該スマートカード２にGPS（Global Positioning System）モジュールを搭載し、一定時間間隔でスマートカード２自身の現在位置を追跡することにより、無線アクセスポイントのビーコン情報から割り出される位置情報と突き合わせて、合理性を検証すると良い。衛星からの信号を拠り所とするGPSの場合、消費電力の負荷の問題が有るが、前出の計測時間間隔を調整する事により解決可能である。
【００２９】
上記の検証の判定４５がOKならば、所有者１がスマートカード２の正当な所有者本人であることを指紋認証を用いて確認する。先ずは、スマートカードに具備された指紋センサ１４より指紋画像を採取（ライブの指紋画像の採取）する（処理４７）と共にセンサの機器ID３４をMPU１３に読取る。次に、スマートカード２内に予め登録されている所有者の指紋情報３７をMPU１３に読取り（処理４８）、前出のライブの指紋画像との照合を実施する（処理４９）。指紋による照合判定（処理５０）の結果が、不一致の場合、取引決済は中止４６される（処理４６）。照合判定（処理５０）の結果が一致となった場合、正当なスマートカード２の所有者１として確認されたことになる。
【００３０】
次に、この実施例における本人確認の処理において、
（１）予め真正性を認証局に登録した正しい機器を用いて正しく実行されたか？
（２）照合に使われた登録指紋情報は、予め認証局に登録されたものを用いたか？
の二つの項目を検証する。
【００３１】
機器の真正性の検証の為に、前出の無線LANモジュール１１のMACアドレス３１、指紋センサ１４の機器ID３４、指紋認証用MPU１３の内部に記録されたスマートカードの固有IDコード３３を暗号処理モジュール16により暗号化し、認証局７に登録して、その電子証明書を取得し、「機器の真正性証明書」３５としてEEPROM１５に記録されている。
【００３２】
暗号処理モジュール16による暗号化処理の一例としては、MACアドレス３１と指紋センサ１４の機器ID３４を文字列として結合し、そのビット列とスマートカードの固有IDコード３３のビット列の排他的論理和を算出しても良い。または、三つのIDコードを上位にゼロサプレスしてデータ長を長いものに合わせた上で、各ビット列の排他的論理和を計算しても良い。
【００３３】
指紋認証により本人が確認された段階で、この処理が正しく行われた検証として、指紋認証に用いた各IDコードを暗号処理モジュール16により前述と同様の方法で暗号化し、その値とスマートカード２の中に保持する「機器の真正性証明書」３５を認証局７に送って真正性の検証を問い合わせる（処理６２）。
【００３４】
同様に、照合に使う目的で予めスマートカード発行時に採取、登録された指紋情報とスマートカードの固有IDコード３３を暗号処理モジュール16により暗号化し、認証局７に登録して、その電子証明書を取得し、「登録指紋情報の真正性証明書」３６としてEEPROM１５に記録されているものとする。
【００３５】
指紋認証により本人が確認された段階５０で、この処理が正しく行われた検証として、指紋認証に用いた登録指紋データをスマートカードの固有IDコード３３と暗号処理モジュール16により証明書の取得時と同じ方法で暗号化し、その値とスマートカード２の中に保持する「登録指紋情報の真正性証明書」を認証局７に送って真正性の検証を問い合わせる（処理６２）。
【００３６】
認証局において、上記二通りの検証で「真正」との判定が成された後、検証結果の通知と決済サービス開始はスマートカード２に知らされ（処理５３）、更にサービスのプロバイダー９に知らされて当該スマートカードのサービスである取引決済が開始する（処理６４）。
【００３７】
なお、国際規格ISO/IEC 24761（「オープンネットワーク上で安全に生体認証を行うための認証コンテキストＡＣＢio」Vol.64No.64No.7 2009参照）では、上述の二通りの真正性証明書と「本人照合結果」等を「生体認証のための認証コンテキスト ACBio（Authentication Context for Biometrics）」としてサービス提供者９に送って検証する手法が、ネットワーク上での電子取引の安全性を保障する手法として規格化されている。ただし、この国際規格は、あくまでもICカードの標準化信号プロトコルでの規格で、無線LANへの拡張とそれに伴うセキュリティーの脆弱性を補強する本発明とは異なり、本発明においてはこれらをサービス提供者９に送って検証を受ける必要はない。
【００３８】
なお、前記スマートカードの正当な所有者が、カードに備わっているサービスを享受する場合、自身の指紋により本人認証を実施することになるが、その際に、指紋画像を採取、必要なデータ処理された指紋データとカード内に登録されている指紋データとを照合する。この一連の処理過程において、既に登録されて保管されている指紋データより認証用にライブで採取された指紋データの方がフレッシュであるから、登録指紋情報を更新することが望ましいと判断される場合が起こり得る。
【００３９】
この場合には、「登録指紋情報の真正性証明書」を認証局７に再登録して、この「登録指紋情報の真正性証明書」を当該スマートカード内に記録したデータと差し替えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上要するに、本発明によれば、第三者による不正利用が防げて安全な取引を行うことができる無線ＬＡＮを用いた指紋認証付スマートカードを提供することができ、したがって本発明に係るスマートカードを用いて直接ネットワークにアクセスしてサービスを提供するサーバーと交信することができるので、新たなサービス内容、形態の拡張を図ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１         …本願発明のスマートカードの所有者
２         …スマートカード（ICカード）
３         …無線アクセスポイント
４         …ネットワーク
５         …ショップ（物販店舗）
６         …ATM装置
７         …認証局
８         …無線アクセスポイントの情報管理データベース
９         …サービス・プロバイダーのサーバー
１０    …アンテナ
１１       …無線LANモジュール
１２       …On/Offスウィッチ
１３       …指紋認証処理用MPU
１４       …指紋読取りセンサ
１５       …読取り専用メモリー（EEPROM）
１６       …暗号処理モジュール
３１       …無線LANモジュールに記録されているMACアドレス
３２       …電源供給モジュール
３３       …指紋認証処理用MPUに記録されているスマートカードの固有ID
３４       …指紋読取りセンサに記録されている機器ID
３５       …指紋認証に関わる機器IDの電子証明書
３６       …指紋認証に関わる登録指紋データの電子証明書
３７       …指紋認証に関わる登録指紋データ
４０       …スマートカードの起動処理（スウィッチのOn処理）
４１       …無線アクセスポイントの探索処理
４２       …無線LANモジュールに記録されているMACアドレスをMPUに読取る
４３       …無線アクセスポイントからスマートカードの位置を特定する処理
４４       …無線アクセスポイントの位置情報から決済の相手先の正当性を問い合わせ
４５       …決済の相手先の正当性を判定
４６       …検証項目に不適正が判明したので、取引を中止
４７       …指紋読取り処理
４８       …登録指紋データの読取り処理
４９       …指紋の照合処理
５０       …指紋照合判定処理
５１       …指紋照合処理過程で用いた機器IDと登録指紋データの電子証明書の真正性を
検証問い合わせ
５２       …電子証明書の真正性を判定
５３       …決済取引サービスの処理を開始
６０       …決済の相手先の正当性を検証
６１       …決済の相手先の正当性の検証結果を通知
６２       …指紋照合処理過程で用いた機器IDと登録指紋データの電子証明書の真正性を
検証。
６３       …電子証明書の真正性の検証結果を通知
６４       …決済取引サービスの処理を許可し開始
【要約】
【課題】  
第三者による不正利用が防げて安全な取引を行うことができる無線ＬＡＮを用いた指紋認証付スマートカードを提供することを課題とする。
【解決手段】
無線ＬＡＮを用いたスマートカードにおいて、指紋読み取り装置とカード所有者の登録指紋情報を内部に秘匿した指紋認証用ＭＰＵを内装すると共に、無線アクセスポイントから常時発信される信号を受信するモジュールを上記指紋認証用ＭＰＵの制御下において内装し、該モジュールにはモジュール固有の無線ＬＡＮのアドレスを備え、更に内部にはカード所有者の登録指紋情報を記憶させたことを特徴とする指紋認証付スマートカード。
【選択図】図２【図１】
0005855217.tif 000002
【図２】
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【図３】
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