(57)【要約】  受信機が送信機の領域内にいる期間、受信機が送信の一部を受信及び格納することができるように、真にランダムなビットシーケンスが送信機から送信される。その後、受信機に格納されたシーケンスの送信時間を決定するため、当該シーケンスが連続した送信の格納されているコピーと比較される。ビットシーケンスが真にランダムである場合、システムのセキュリティが確保されている。
2005510099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測不可能なビットシーケンスを提供するよう構成されたランダムビット生成器と、
前記予測不可能なビットシーケンスを通信するよう構成された送信機と、
受信システムによる前記予測不可能なビットシーケンスの受信の確認を容易にするため、前記予測不可能なビットシーケンスに対応するデータを格納するよう構成された記憶装置とを有することを特徴とする送信システム。
【請求項２】
請求項１記載の送信システムであって、前記送信機は、
無線周波数送信機と、
赤外線送信機と、
音波送信機との少なくとも１つを有することを特徴とする送信システム。
【請求項３】
ランダムビットシーケンスに対応する変調を受信するよう構成された受信機と、
前記変調から前記ランダムビットシーケンスを検出するよう構成された検出器と、
前記ランダムビットシーケンスの受信の確認を容易にするため、前記ランダムビットシーケンスに対応するデータを格納するよう構成される記憶装置とを有することを特徴とする受信システム。
【請求項４】
請求項３記載の受信システムであって、前記受信機は、
無線周波数受信機と、
赤外線受信機と、
音波受信機との少なくとも１つを有することを特徴とする受信システム。
【請求項５】
請求項３記載の受信システムであって、さらに、
前記ランダムビットシーケンスに対応する前記データを形成するため、該受信システムの識別子と前記ランダムビットシーケンスを合成するよう構成されたミキサを有することを特徴とする受信システム。
【請求項６】
受信データを有するよう構成された第１レジスタと、
送信データの少なくとも一部を有するよう構成された第２レジスタと、
前記第１及び第２レジスタに動作可能なよう接続され、前記受信データと前記送信データの選択部分とを比較するよう構成された比較器と、
該比較器が前記受信データと前記送信データの選択部分との間に相違を示す場合、比較のための前記送信データの次の選択部分を提供するため、前記第２レジスタにおいて前記送信データの部分をシフトするよう構成されたシフトコントローラとを有することを特徴とする検証システム。
【請求項７】
請求項６記載の検証システムであって、さらに、
前記比較器が前記受信データと前記送信データの部分との間の一致を示す場合、前記受信データの長さに基づく報酬を提供するよう構成された報酬システムを有することを特徴とする検証システム。
【請求項８】
請求項６記載の検証システムであって、さらに、
前記第２レジスタ及び前記比較器に動作可能なよう接続され、前記受信データと比較される前記送信データの選択部分を生成するため、受信機の識別子と前記送信データの部分の少なくとも一部を合成するよう構成されたミキサを有することを特徴とする検証システム。
【請求項９】
特定位置での存在を決定する方法であって、
前記特定位置において送信機から予測不可能なビットシーケンスを送信するステップと、
前記予測不可能なビットシーケンスに対応する送信データを格納するステップと、
受信システムが前記送信機の受信範囲内にあるとき、受信機において前記予測不可能なビットシーケンスの少なくとも一部を受信するステップと、
前記受信システムにおいて前記予測不可能なビットシーケンスの部分に対応する受信データを格納するステップと、
その後、前記受信データと前記送信データとの交信期間を特定するため、前記受信データと前記送信データとを比較するステップと、
前記交信期間に基づき前記存在を決定するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、さらに、
前記交信期間に基づく報酬を前記受信システムの所有者に提供するステップを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電子装置の技術分野に関し、特に乱数生成器に基づき時刻あるいは期間を検証するシステム及び方法に関する。
【０００２】
多くのシステムあるいは方法は、あるイベントが特定の時刻に発生したか、特定の期間内に発生したか、あるいは特定の期間継続して発生していたかに依存するよう構成されている。例えば、労働者はしばしば、タイムレコーダにより出勤時刻を打刻し、その後退出のための打刻を行う。労働者の賃金は、出勤の打刻と退出の打刻との間の時間に基づく。同様にして、使用料や娯楽料金は、ユーザがある場所に留まった時間に基づき課されるかもしれない。あるいは、ユーザがある場所に留まった時間に基づき、ボーナスがユーザに支払われるかもしれない。同様に、ボーナスやペナルティは、ある時刻においてある場所への到着や出発と関連付けされるかもしれない。
【０００３】
報酬やペナルティが時間パラメータと関連付けされている場合、報酬を増やすため、あるいはペナルティを減らすため、この時間パラメータが改ざんされる恐れがある。従来の「タイムレコーダ」は、改ざんのリスクを実質的に減少させるよう構成されている。
【０００４】
しかしながら、従来のタイムレコーダは、特に現在の近接検出器や無線装置などでは、やや押し付けがましく、不便である。電子タイムレコーダに基づくシステム、特に、無線通信するタイムレコーダや他の時間検証装置は、各時間パラメータまたは選択された時間パラメータの安全な符号化が利用されていない場合、記録の改ざんを受けやすい。
【０００５】
本発明の課題は、特定の期間ある場所に居ることを証明する安全な方法及びシステムを提供することにある。本発明のさらなる課題は、特定期間中における情報の受信を証明する安全な方法及びシステムを提供することにある。本発明のさらなる課題は、控えめな方法によりある場所に居ることを証明する安全な方法及びシステムを提供することにある。
【０００６】
これら及び他の課題は、受信機が送信機の範囲内にいる期間において、連続した送信部分を受信及び格納することができるように、送信機からランダムなビットシーケンスを継続的に送信することにより達成される。その後、受信機に格納されたシーケンスは、それが送信された時刻を決定するため、連続した送信の格納されたコピーと比較される。このビットシーケンスが真のランダム性を有する場合、システムのセキュリティが確認される。
【０００７】
本発明は、添付された図面を参照することにより、例を使ってさらに詳細に説明される。
【０００８】
これらの図面を通じて、同一の参照番号は同様または対応する特徴や機能を示す。
【０００９】
同時係属の国際特許出願ＷＯ０２/０５１２３５は、ある期間ある場所に居るということに基づき、入金または引き落としの付与に関し開示するものである。この同時係属出願では、ユーザが売り出されている商品を見ることを促すため、デパートやショッピングモールのような場所で時間を過ごすことに対し報酬が与えられる。ユーザは、例えば、バッジ、ＰＤＡ、ブルートゥースに対応した携帯電話など、特定の場所に配置されたビーコンからの送信を受信するよう構成された携帯装置を携帯する。ユーザがビーコンの領域内にいる間、継続的に送信が受信される。その後、受信した送信のコピーや受信した送信に基づく合成物を、受信した送信に対応する時間の決定及び検証し、この検証された時間に基づき報酬を発行したり、あるいは課金したりするよう構成された検証システムに提示する。
【００１０】
この同時係属出願では、ユーザが本当にビーコンの近くに居たかどうか判断するのに十分な情報を通信するための様々なテクニックが開示されている。好適な実施例では、ビーコンは、現在時刻、シーケンス番号及び擬似乱数を含むパケットを送信する。複数のビーコンが存在する環境では、各ビーコンはまた、ビーコン識別子を送信するよう構成される。ユーザ装置は、最初に受信した現在時刻パラメータとビーコン識別子を格納し、同一のビーコンから受信した以降の擬似乱数の合成物、例えば、擬似乱数の合計を蓄積するよう構成される。ユーザ装置がビーコンからの次の送信の受け取りに失敗すると、ユーザ装置は直近に受信した現在時刻パラメータ、シーケンス番号及び擬似乱数の合成物を格納する。以降に受け取るシーケンスは、同様に処理及び格納される。
【００１１】
報酬を回収するため、ユーザは１以上のシーケンスサマリ（合成物に加え、開始及び終了パラメータ）を検証システムに通信する。検証システムは、当該合成物が開始及び終了シーケンス時刻の間に送信されるシーケンスの同様に決定された合成物に対応している場合、開始及び終了シーケンス時刻の間の期間に対してユーザの口座に入金あるいは引き落としを行うよう構成される。
【００１２】
特定の場所に居ることに対して、ユーザに報酬または課金する同時係属中の発明の利用に加えて、この同時係属する出願はまた、特定の番組の視聴に対してユーザに報酬を与えるため、ケーブル提供者により同様の配信をユーザ宅内の送信機に提供することができるということを示している。
【００１３】
本発明は、上述の同時係属中の発明における潜在的なセキュリティの欠陥を解消し、ユーザ装置に対する要求を簡素化することを目的とする。
【００１４】
同時係属中の出願に記述されるように、そして一般的に知られるように、擬似ランダムシーケンスは、限定された時間に対してのみ安全であり、当該シーケンスの「シード（ｓｅｅｄ）」値の秘匿性を維持するため利用されるセキュリティ尺度と同様に安全なものである。全てではないが、大部分の擬似ランダムシーケンスは、それから十分な長さの値のシーケンスが得られると、予測が可能となる。同時係属中の出願では、長い値のシーケンスの送信を回避するため、利用されるシードをシーケンスの頻繁な初期化のためリセットすることにより、このセキュリティリスクは回避される。しかしながら、頻繁な再初期化を行うためのシード値の送信機への通信は潜在的なセキュリティ侵害を被る。もしシステムからの可能な報酬が高い場合、シード値を知ることはかなり価値のあることであるであろう。
【００１５】
本発明の好適な実施例では、真のランダムシーケンスが送信シーケンスとして利用される。多くの既存の技術の何れもが真のランダムシーケンスの提供に利用可能である。米国特許第4,853,884号は、定電圧ダイオードに逆バイアスをかけることにより乱数を発生させ、生成される０と１をほぼ等しい割合に保つため逆バイアスを制御する技術を開示し、参照することによりここに含まれる。米国特許第5,781,458号は、２つの逐次的なサイクルの期間を比較することによりランダムシーケンスが生成されるＲＣ発振回路を開示する。ランダムな物理的現象に基づき、ビットのランダムなシーケンスを生成するこれら及び他の技術が当該分野において周知である。
【００１６】
図１は、本発明による時間検証通信システムの一例となるブロック図を示す。本システムは、送信システム１００と受信システム２００を含む。送信システム１００は、真にランダムな（すなわち、予測不可能な）ビットシーケンスを提供するよう構成されたランダムビット生成器の出力に基づく信号を送信するよう構成された送信機１１０を含む。受信システム２００は、受信システム２００が送信システム１００の領域内にある場合、送信される真のランダムなビットシーケンスを受信及び検出するよう構成された受信機２１０と検出器２２０を含む。検出器２２０は、受信されたビットあるいはその合成物を記憶装置２３０に格納するよう構成される。
【００１７】
乱数ビット生成器１２０は予測不可能かつ決定不可能なビットシーケンスを生成するため、この生成されたビットあるいはその合成物が受信システム２００から受信されるビットシーケンスとの以降の比較のため、格納されねばならない。すなわち、上述の同時係属中の出願において、受信したシーケンスを検証するため、擬似ランダムビットシーケンスの利用は、必要に応じて初期化シードからのシーケンスの以降の再生成を可能にする。本発明では、しかしながら、真のランダムシーケンスを再生成することは実質的に不可能であり、生成されたシーケンスあるいはそれの合成物は格納されねばならない。図１に示されるように、当該シーケンスは、送信機１００の記憶装置１３０に好ましくは格納される。しかしながら、送信機１００の範囲内に確実にあると知られる他の受信機に格納されてもよい。
【００１８】
ランダムシーケンスは、無線装置と通信するための従来技術によるブルートゥース通信方式の利用を含む、参照された同時係属中の出願に開示されるテクニックの何れかを利用することにより送信されてもよい。参照された同時係属中の出願に開示された検証テクニックは、上述のように明示的な時間パラメータの通信に一般に基づくものであり、格納された生成シーケンスあるいはそれの合成物と比較がなされるということを除き、受信したシーケンスの検証に利用されるかもしれない。
【００１９】
この後、ランダムシーケンスを通信及び検証するための他の方法及びテクニックが与えられる。
【００２０】
図２は、本発明による時間検証システムにおける（図１の受信機１００の記憶装置２３０からの）受信シーケンス２３１と（図１の送信機２００の記憶装置１３０からの）送信シーケンスとの一例となる比較を示す。シーケンスのビットが定期的な時間間隔で送信されると仮定すると、受信システム２００が送信システム１００の近傍にある時間は、受信シーケンス２３１の長さ２９０により決定される。受信シーケンス２３１の送信に対応する時間を決定し、特定のシーメンス２３１が送信システム１００により送信されたものであるということを検証するため、図２の破線のシーケンス２３１‘により示されるように、シーケンス２３１と１３１との間の１対１対応が存在するまで、受信シーケンス２３１は送信シーケンス１３１に対してシフトされる。
【００２１】
当業者には明らかなように、受信シーケンスのビット数は、与えられた受信シーケンス２３１の誤った検証の確率を決定する。偽のシーケンスは送信シーケンス１３１の一部と一致するかもしれないが、そのような一致の可能性はシーケンスの各追加ビットにより半減される。本発明の典型的な応用は送信システムの領域内に留まった時間に比例してユーザに入金または課金を行うシステムであるので、短いシーケンスの誤った検証の「コスト」は比較的大きなものではない、あるいは、同時係属中の出願の教示と一致して、一致を判断するためのシーケンス１３１内の許容範囲を減らし、正規の受信機による検索の効率性の向上及び不正な受信機による偶然一致するシーケンスの検出の可能性を減らすため、明示的な時間パラメータが送信されてもよい。
【００２２】
図３は、本発明による時間検証システムにおける比較装置３００の一例となるブロック図を示す。本装置３００は、それぞれ受信パターン２３１と送信パターン１３１を保持するためのレジスタ３１０及び３２０を含む。レジスタ３１０と３２０の最大サイズは、受信シーケンス２３１の期待最大サイズ、あるいは検証プロセスを管理可能な部分に分割するための時間係数に基づき選ばれる。受信パターン２３１のビット数は、レジスタ３１０及び３２０の利用可能なビットポジション数より少なくても、等しくてもあるいは多くてもよい。受信シーケンス２３１のビット数がレジスタ３１０及び３２０のサイズより大きい場合、受信シーケンスは連続した部分集合に分割される。すなわち、例えば、シーケンスビットレートが１秒当たり１ビットである場合、レジスタ３１０と３２０は６０ビット幅であってもよく、受信シーケンス２３１の分単位長のシーケンスが処理及び検証される。
【００２３】
図３に示されるように、シーケンスあるいはシーケンスの部分集合におけるビット数が、各レジスタ３１０と３２０からの対応するビットの何れかが異なる場合、レジスタ３１０のＮビットシーケンスとレジスタ３２０のＮビットシーケンスとの間の不一致を示す論理ハイレベル値をアサートする排他的ＯＲゲート３３０に各レジスタ３１０と３２０から与えられる。典型的には、Ｎビット排他的ＯＲ関数は、ＯＲ関数を後続させるＮ個の２入力排他的ＯＲゲート、あるいはＡＮＤ関数を後続させるＮ個の２入力排他的ＮＯＲゲートのような等価なブール式として実現される。
【００２４】
不一致がある場合、レジスタ３２０の内容がクロッキングゲート（ｃｌｏｃｋｉｎｇ  ｇａｔｅ）３４０あるいは等価関数を介して１ビットだけシフトされ、レジスタ３１０のＮビットシーケンスとレジスタ３２０のこのシフトされたシーケンスとの比較が行われる。一致が存在するまで、あるいは送信パターン１３１が尽くされるまで、このプロセスは継続される。一致が存在すると、報酬システム３５０は一致信号を受け取り、受信機２００と関連付けされたユーザへの適当な報酬の発行に進むか、あるいは受信シーケンス２３１に複数の部分集合が存在する場合、ユーザに発行するための報酬の合計の蓄積に進む。
【００２５】
Ｎビットシーケンスが受信シーケンス２３１の部分集合に対応し、かつ一致が存在する判断された場合、受信シーケンス２３１の対応する数のビットがレジスタ３２０にロードされる。後続の部分集合は直前の部分集合に連続しているので、レジスタ３１０の部分集合はレジスタ３２０の部分集合に対応すべきである。従って、好適な実施例では、最初の一致が検出されると、クロッキングゲート３４０がイネーブル解除される。あるいは、最初の部分集合の一致が送信シーケンス１３１の（前の）繰り返しパターンに偶然に一致し、それにより以降のすべての部分集合が拒絶される可能性を回避するため、システム３００はレジスタ３２０の内容が以降の部分集合の一致を検出するようシフトされるのを可能にするよう構成されるかもしれない。そのような実施例では、しかしながら、レジスタ３２０の内容が反対方向にシフトされないようにすることにより、部分集合の連続的な処理が継続され、それにより、ランダムな偶然の一致の可能性が実質的に最小化される。
【００２６】
図１及び図３において、光受信機ＩＤ２４０とミキサ２５０が示される。これらの装置は、検証のため送信されたシーケンスが他の受信システムから単にコピーされたものではないということを確実にするため備えられる。本発明のこの特徴によると、各受信システム２００は関連付けされた受信機ＩＤ２４０を有する。一方向ハッシュ関数のような当業者に周知のテクニックを利用することにより、検出器２２０からのシーケンスが、それの記憶装置２３０への格納前に、受信機ＩＤ２４０と不可逆的にミキサ２５０と合成される。この合成は不可逆的なものであるため、送信されたランダムなビットパターンの決定に記憶装置２３０のパターンを利用することはできない。ビットパターンを特定の受信機に関連付ける他の手段は、本開示を参照することにより当業者には明らかであろう。
【００２７】
図３の検証システム３００において、受信パターン２３１が検証のため与えられるとき、受信機ＩＤ２４０が提示される。レジスタ３２０からのもとの送信されたランダムなビットパターン１３１が、比較装置３３０に与えられる前に、同一のミキシングプロセス２５０を利用して受信機ＩＤ２４０と合成される。同一の受信機ＩＤが受信機システム２００及び検証システム３００のミキサ２５０で利用される場合、検証システム３００のミキサ２５０の出力パターンは、ランダムなビットパターンが受信された対応する時刻において、記憶装置２３０からの受信パターン２３１に一致するであろう。
【００２８】
ここで、本発明の好適な実施例では、送信シーケンスのビットレートは比較的低速であり、それによって、図１の送信システム１００及び受信システム２００の非常に簡素な実施形態を可能にする。直接的な実施例では、送信機１１０は、ランダムビットが１のとき連続信号を送出し、ランダムビットが０のとき送信を行わないよう構成されてもよい。あるいは、送信機１１０は、ランダムビットが１のとき第１周波数で送信を行い、ランダムビットが０のとき第２周波数で送信を行うようにしてもよい。これらシンプルな送信スキームにより、受信システム２００のシンプルな実施形態が可能となり、受信機は単に適当な周波数帯に調整され、検出器は単に周波数に反応する装置であればよい。記憶装置２３０に格納されるべき値を決定するため、比較的遅いクロックが検出器の出力のサンプリングに利用されてもよい。送信機ビット期間の受信機ビット期間に対する相対的な同期を容易にするため、各新しいビットの開始におけるパイロットトーン（ｐｉｌｏｔ  ｔｏｎｅ）の送信、ＲＺ（ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ）ビット符号化スキームなど様々な符号化スキームの何れかが送信機１１０において利用されてもよい。この比較的シンプルな符号化スキームはまた、赤外線及び他の低コスト送信機及び受信機を含む様々な送信スキームを可能にする。赤外線送信の利用は、赤外線送信の一般的に限定された領域のため、ショッピングモールのような複数のビーコン環境において特に適している。逆に、比較的低周波数のＲＦ送信や、高周波数の音波送信は、競技場や遊園地のような大きな領域の環境に特に適している。
【００２９】
低情報ビットレートはまた、本発明の他の応用を容易にする。例えば、ラジオやテレビ基地局からの放送は、ランダムなビットストリームに対応する変調信号を含み、受信システムは特定の放送にチューニングされたとき、この変調を検出するよう構成されるかもしれない。報酬は受信装置が特定の放送にチューニングされた時刻に基づく。あるいは、受信システムは、赤外線、ＲＦ、音波送信機を利用して、ランダムビットストリームをユーザの受信システム２００にその後再送してもよい。
【００３０】
上記説明は、本発明の原理の単なる例示である。従って当業者は、ここに明示的に説明あるいは例示されなくとも、本発明の原理を実現し、以下のクレームの意図及び範囲内の様々なアレンジすることができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明による時間検証通信システムの一例となるブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明による時間検証システムにおける一例となるパターン比較を示す。
【図３】図３は、本発明による時間検証システムにおける比較装置の一例となるブロック図を示す。
【図１】
2005510099.tif 000003
【図２】
2005510099.tif 000004
【図３】
2005510099.tif 000005
【国際調査報告】
2005510099.tif 000006
2005510099.tif 000007
2005510099.tif 000008