(57)【要約】【課題】乱数生成のための複雑なハードウェア構成を必要とせずに十分な乱数性が確保された乱数を生成することが可能な携帯可能電子装置を提供すること。【解決手段】この発明の一例の携帯可能電子装置は、各種コマンドを含む電波を受信する受信手段（１０１）と、前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段（１０２）と、前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する処理手段（１２０）と、前記処理手段により処理されたデータを送信する送信手段（１０１）とを備えている。【選択図】      図２
2006024119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種コマンドを含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する処理手段と、
前記処理手段により処理されたデータを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項２】
各種コマンドを含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信し乱数生成を開始するまでの時間を乱数生成の種データとし、この種データに基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する処理手段と、
前記処理手段により処理されたデータを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項３】
各種コマンドを含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段と、
生成される乱数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に乱数が記憶されていないことを条件として、前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する第１の処理手段と、
前記記憶手段に乱数が記憶されていることを条件として、前記記憶手段に記憶されている乱数に基づき次の乱数を生成し、この次の乱数に基づきデータを処理する第２の処理手段と、
前記第１及び第２の処理手段により処理されたデータを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項４】
各種コマンドを含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段と、
生成される乱数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に乱数が記憶されていないことを条件として、前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信し乱数生成を開始するまでの時間を乱数生成の種データとし、この種データに基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する第１の処理手段と、
前記記憶手段に乱数が記憶されていることを条件として、前記記憶手段に記憶されている乱数を乱数生成の種データとし、この種データに基づき次の乱数を生成し、この次の乱数に基づきデータを処理する第２の処理手段と、
前記第１及び第２の処理手段により処理されたデータを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項５】
各種コマンドを含む電波を受信し、
前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、
前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成する、
ことを特徴とする乱数生成方法。
【請求項６】
各種コマンドを含む電波を受信し、
前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、
前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、前記生成された乱数に基づきデータを処理し、前記処理されたデータを送信する、
ことを特徴とする乱数によるデータ処理方法。
【請求項７】
各種コマンドを含む電波を受信し、
前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、
乱数が記憶されていないことを条件として、前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数を記憶し、
乱数が記憶されていることを条件として、記憶された乱数に基づき次の乱数を生成し、この次の乱数を記憶する、
ことを特徴とする乱数生成方法。
【請求項８】
各種コマンドを含む電波を受信し、
前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、
乱数が記憶されていないことを条件として、前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数を記憶し、前記生成された乱数に基づきデータを処理し、前記処理されたデータを送信し、
乱数が記憶されていることを条件として、記憶された乱数に基づき次の乱数を生成し、この次の乱数を記憶し、前記生成された次の乱数に基づきデータを処理し、前記処理されたデータを送信する、
ことを特徴とする乱数によるデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば交通機関の通行券、公共の証明書カード、クレジットカード、社員証カードとして利用可能なＩＣチップを有する携帯可能電子装置（ＩＣカード）に関する。また、本発明は、このような携帯可能電子装置における乱数生成方法に関する。さらに、本発明は、このような携帯可能電子装置における乱数によるデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通機関の通行券、公共の証明書カード、クレジットカード、社員証カードとして利用可能なＩＣチップを有する携帯可能電子装置（ＩＣカード）の普及が目覚しい。中には、無線通信可能な携帯可能電子装置も登場している。携帯可能電子装置としてはカード形状のものが知られているが、カード形状以外にも、コイン型、カプセル型等の物品管理に使われているＲＦタグがある。
【０００３】
このような携帯可能電子装置（以下、無線カード）は、重要な情報の読み出し、書き込みをする場合、無線カードリーダ・ライタと無線カードの両者が互いに改竄されていないことの確認する為に、相互認証を実施する。また、無線カードリーダ・ライタが、複数枚の無線カードと同時に通信を行う為には、通信の衝突防止処理を実施する。
【０００４】
相互認証や衝突防止処理を行う場合、無線カード側は、乱数を生成する機能を利用する。しかし、乱数を生成する処理には、一般的に、種データ（初期値）を必要とすることが多い。つまり、種データを発生させる機能を、カードのチップ内にハードウェアで用意する必要がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−５３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、乱数を生成するために、種データを発生させる機能を、カードのチップ内にハードウェアで用意しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、乱数生成のための複雑なハードウェア構成を必要とせずに十分な乱数性が確保された乱数を生成することが可能な携帯可能電子装置及び乱数生成方法を提供することにある。また、本発明の目的は、このような乱数生成方法により生成された乱数によりデータを処理する乱数によるデータ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の携帯可能電子装置、乱数生成方法、及び乱数によるデータ処理方法は、以下のように構成されている。
【０００８】
（１）この発明の携帯可能電子装置は、各種コマンドを含む電波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された電波に基づき動作電力を生成する生成手段と、前記生成手段により生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、この乱数に基づきデータを処理する処理手段と、前記処理手段により処理されたデータを送信する送信手段と、を備えている。
【０００９】
（２）この発明の乱数生成方法は、各種コマンドを含む電波を受信し、前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成する。
【００１０】
（３）この発明の乱数によるデータ処理方法は、各種コマンドを含む電波を受信し、前記受信された電波に基づき動作電力を生成し、前記生成される動作電力が規定レベルに達してから所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信するまでの時間に基づき乱数を生成し、前記生成された乱数に基づきデータを処理し、前記処理されたデータを送信する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、乱数生成のための複雑なハードウェア構成を必要とせずに十分な乱数性が確保された乱数を生成することが可能な携帯可能電子装置及び乱数生成方法を提供できる。また、本発明によれば、このような乱数生成方法により生成された乱数によりデータを処理する乱数によるデータ処理方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図２は、この発明の一例に係る携帯可能電子装置の概略構成を示すブロック図である。この携帯可能電子装置は、無線によりデータの送受信が可能であり、ＩＣチップを有する携帯情報記録媒体である。この携帯可能電子装置は、例えば交通機関の通行券、公共の証明書カード、クレジットカード、社員証カードに適用可能である。また、本発明の携帯可能電子装置は、カード形状以外にも、コイン型、カプセル型等の物品管理に使われているＲＦタグにも適用可能である。
【００１４】
図２に示すように、携帯可能電子装置、つまり無線カード１００は、アンテナ１０１、電源生成・供給回路１０２、変復調回路１１０、データ処理回路１２０、メモリ１３０を備えている。
【００１５】
また、電源生成・供給回路１０２は、ダイオード・ブリッジ１０３、電源平滑用コンデンサ１０４、定電圧ダイオード１０５、及び各部へ電源を供給する機能等で構成されている。
【００１６】
無線カード１００のアンテナ１０１は無線カードリーダ・ライタ２００からの送信波を受信し、変復調回路１１０は受信した受信信号を復調し、データ処理回路１２０は復調されたデータを処理し、メモリ１３０は処理されたデータを記憶する。再度、データ処理回路１２０は、メモリ１３０に記憶されたデータを処理し、変復調回路１１０は処理されたデータを変調し、アンテナ１０１は変調信号を無線カードリーダ・ライタ２００へ送信する。
【００１７】
また、無線カード１００は、電源を持たない為、無線カードリーダ・ライタ２００からの交流の送信波を、アンテナ１０１で受信した後、電源生成・供給回路１０２のダイオード・ブリッジ１０３で整流し、電源平滑用コンデンサ１０４で平滑化し、定電圧ダイオード１０５で決められた定電圧を抽出する。抽出された電圧を、無線カード１００が動作する為に必要な電源として各回路へ供給する。
【００１８】
次に、乱数値を生成する乱数生成処理の一例を説明する。図３は、乱数値を生成する乱数生成処理の一例を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、データ処理回路１２０は、乱数の種データＳ(ｔ)と、その他の乱数生成に必要なパラメータ（例えばＡ、Ｂ）を、乱数生成処理の関数ｆに入れて計算することで、乱数値(Ｒｎｄ)を生成する。
【００２０】
乱数値（Ｒｎｄ）＝ｆ（Ａ，Ｂ，乱数種データ）
乱数の種データが常に同じ値であると、生成される乱数値が同じ値や乱数性の低い値になることがある。その為、乱数値にある程度の乱数性を要求される場合、種データの乱数性が必要とされる。
【００２１】
そこで、乱数の種データを、無線カード１００の電源平滑用コンデンサ１０４が無線カードの正常動作に必要なレベルまで充電されてから、乱数を計算し始めるまでの時間ｔを種データに利用する。つまり、電源生成・供給回路１０２により生成される動作電力が規定レベルに達してから、所定の時間間隔で送信されるコマンドを受信し乱数生成を開始するまでの時間ｔに基づき種データを生成し、この種データに基づき乱数を生成する。
【００２２】
時間ｔをそのまま流用しても良いが、乱数のパラメータとして流用する場合、決まった書式（桁数）に合わせる必要があることや、種データの更なる乱数性を求める為にも、例えば時間ｔを関数Ｓへ代入する。
【００２３】
乱数値（Ｒｎｄ）＝ｆ（Ａ，Ｂ，種データＳ（ｔ））
次に、図１を参照して、無線カード１００の電源平滑用コンデンサが無線カードの正常に動作に必要なレベルまで充電されてから、乱数計算を始めるまでの時間ｔの乱数性があることを以下に説明する。
【００２４】
無線カードＡが、最初に無線カードリーダ・ライタ２００からの送信波を受信すると、無線カードの電源用平滑用コンデンサ１０４に充電され、ｔｃ１時間後に無線カードが正常に動作するために必要なレベルＶｏに達する。この時点から、無線カードリーダ・ライタ２００の送信コマンドにより乱数を生成させる必要があるコマンドを受けるまでの時間を時間ｔ１とする。
【００２５】
無線カードＡと全く同じ環境で、同じタイミングで、無線カードＢ（無線カードＡと異なる無線カードＢ）を無線カードリーダ・ライタ２００に近づけた場合、無線カードＢが実装している電源平滑用コンデンサ１０４と無線カードＡが実装している電源平滑用コンデンサ１０４との容量値の個体差により、無線カードＢの充電時間（ｔｃ２）と無線カードＡの充電時間（ｔｃ１）は異なる。よって、時間ｔ１の替わりに時間ｔ２が得られる。つまり、無線カードが異なれば、各カードを構成する様々な部品の固体差の影響により、異なる種データ（異なる時間ｔ１とｔ２）が得られることになる。
【００２６】
また、全く同じ無線カードＡが同じ環境で利用されたとしても、無線カードリーダ・ライタ２００の通信可能エリアへ無線カードＡを近づけるタイミングが異なれば（カードを翳すタイミングがｔｓ３だけずれると）、無線カードＡが正常に動作可能な状態になってから乱数生成命令を受けるまでの時間は、時間ｔ１とは異なる時間ｔ３となる。
【００２７】
以上より、時間ｔは、以下に示す要因から乱数性が高くなると考えられる。
【００２８】
１、無線カードの個体差（電源平滑用コンデンサ容量等）
２、電源平滑コンデンサの充電時間の差
３、無線カードを無線カードリーダ・ライタへの近づけるタイミング
４、無線カードリーダ・ライタの乱数生成要求コマンド受信までの時間差
５、無線カードを無線カードリーダ・ライタへ近づける速度の差
６、電源平滑コンデンサの充電時間の差
以上説明したように、この無線カード１００は、乱数を生成する際に必要な種データを、無線カード１００に存在する電源平滑用コンデンサ１０４の充電時間をトリガにして生成する機能を有する。
【００２９】
次に、図４を参照して、種データに以前の乱数値を使用する場合について説明する。
【００３０】
既に説明したように、無線カード１００は、電源平滑用コンデンサ１０４が無線カードリーダ・ライタ２００の送信波を受信し無線カードが正常に動作可能な状態に充電されてから、乱数生成命令を受けるまでの時間ｔを、乱数生成の種データに利用する。
【００３１】
しかし、一旦電源平滑用コンデンサ１０４の充電が完了し、乱数生成を実施した後、再度電源用平滑コンデンサ１０４の充電が開放されず、乱数生成命令があった場合、前回と同じ種データＳ（ｔ）を使用せず、以前に作成した乱数値を種データとして利用する。
【００３２】
これは、上記と同じスキームで乱数値の生成が可能であり、かつ、乱数の種データが前回と異なる為、乱数値の乱数性が高くなる利点がある。
【００３３】
図４に示すように、無線カード１００は、無線カードリーダ・ライタ２００から乱数生成命令を受信する（ＳＴ０１）。以前に生成した乱数値がメモリに存在するか確認し（ＳＴ０２）、以前に生成した乱数値がメモリに記憶されていない場合は、前述した通りに乱数の種データをＳ（ｔ）とし（ＳＴ０３）、乱数値［Ｒｎｄ＝ｆ（Ａ，Ｂ，Ｓ（ｔ））］を計算する（ＳＴ０４）。算出された乱数値をメモリに保存し（ＳＴ０５）、この乱数値に基づきデータを処理し（ＳＴ０８）、処理されたデータを送信する（ＳＴ０９）。
【００３４】
また、以前に生成した乱数値がメモリに存在するか確認し（ＳＴ０２）、以前の乱数値がメモリに記憶されている場合は、乱数値の種データとして、以前メモリに保存した乱数値Ｒｎｄｏｌｄ使用し（ＳＴ０６）、乱数値［Ｒｎｄ＝ｆ（Ａ，Ｂ，Ｒｎｄｏｌｄ）］を計算する（ＳＴ０７）。算出された乱数値をメモリに保存し（ＳＴ０５）、この乱数値に基づきデータを処理し（ＳＴ０８）、処理されたデータを送信する（ＳＴ０９）。
【００３５】
なお、再度、乱数生成命令があった場合、最初に電源平滑用コンデンサが充電完了してからの時間を利用する方法を適用してもよい。
【００３６】
上記した無線カード１００によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００３７】
１、この発明の無線カードは、電源の平滑コンデンサが十分に充電されてから、乱数生成命令を受信する迄の時間を乱数の種データ又はパラメータに用いる。つまり、無線カードの基本構成に必要な電源平滑用コンデンサが搭載されていればよく、改めて、専用の部品を設ける必要がなく、無線カードに搭載されるチップ内を複雑にしない。
【００３８】
２、この発明の無線カードは、乱数生成の種データを生成させる専用機能を設ける必要が無い為、無線カードに搭載されるチップの低コスト化が可能である。
【００３９】
３、この発明の無線カードは、電源平滑用コンデンサが充電されてから、乱数発生命令を受信する迄の時間を乱数の種データだけではなく、乱数生成のパラメータの一つとして使用することで、乱数性高めることが可能である。
【００４０】
４、この発明の無線カードは、一度生成した乱数値を種データと使用するので、一旦電源平滑用コンデンサの充電が完了し、乱数生成を実施した後、再度電源用平滑コンデンサの充電が開放されず、乱数生成命令があった場合に、ほぼ同じスキームで乱数の生成が可能である。
【００４１】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】無線カードの電源平滑用コンデンサが無線カードの正常に動作に必要なレベルまで充電されてから、乱数計算を始めるまでの時間の乱数性を説明するための図である。
【図２】この発明の一例に係る携帯可能電子装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】乱数値を生成する乱数生成処理の一例を示す図である。
【図４】種データとして既に生成された乱数値を使用するケースを含む乱数生成処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１００…無線カード、１０１…アンテナ、１０２…電源生成・供給回路、１０３…ダイオード・ブリッジ、１０４…電源平滑用コンデンサ、１０５…定電圧ダイオード、１１０…変復調回路、１２０…データ処理回路、１３０…メモリ、２００…無線カードリーダ・ライタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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