(57)【要約】  本発明は、無線タグ（Ｔｊ）を無線読み取り装置（Ｒ）によって識別及び認証する方法を提供し、前記タグは、前記読み取り装置の無線範囲内の一組のタグの一部を形成すると共に、一組の利用可能な時間スロット（２ｑ）から時間スロットを選択しており、前記方法は、  前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置がクエリメッセージを送信するステップ（Ｅ３１−２）と、  前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置が前記タイムスロットを選択した前記タグから応答メッセージを受信するステップ（Ｅ３１−６）であって、前記応答メッセージが前記タグによって選択されたランダム値を含んでいる、ステップとを備え、  前記方法は、前記タグが認証クーポン（ｘｉ）を格納し、前記時間スロット中に前記読み取り装置によって受信される前記タグからの前記応答が、前記タグによって選択されたランダム値として、前記クーポンのうちの１つの関数である値を含んでいることを特徴とする。
2013518496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線読み取り装置（Ｒ）によって実施されている場合、無線タグ（Ｔｊ）を識別及び認証する方法であって、前記タグは、前記読み取り装置の無線範囲内の一組のタグの一部を構成すると共に、一組の利用可能な時間スロット（２ｑ）から時間スロットを選択しており、前記方法は、
前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置がクエリメッセージを送信するステップ（Ｅ３１−２）と、
前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置が前記時間スロットを選択したタグから応答メッセージを受信するステップ（Ｅ３１−６）であって、前記応答メッセージは前記タグによって選択されたランダム値を含んでいる、ステップとを備え、
前記方法は、前記タグが認証クーポン（ｘｉ）を格納し、前記時間スロット中に前記読み取り装置によって受信される前記タグからの応答が、前記クーポンのうちの１つの関数である値を含んでいることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記読み取り装置が承認メッセージを前記タグに送信するステップ（Ｅ３１−８）であって、前記承認メッセージが、前記ランダム値の関数として設定されていると共に、前記読み取り装置によって選択されたチャレンジ（ｃ）を含んでいる、ステップと、
前記読み取り装置が識別メッセージを前記タグから受信するステップ（Ｅ３１−１１）であって、前記識別メッセージが識別情報を含んでいる、ステップとをさらに備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記識別メッセージは、前記チャレンジと前記タグに固有の秘密とから計算された認証応答（ｙ）も含んでおり、前記方法は、
前記読み取り装置が、前記タグから受信した前記応答メッセージに含まれている前記ランダム値が前記認証応答及び前記チャレンジから計算された値と等しいことを検証するステップ（Ｅ３１−１２）を含み、前記検証が肯定的な場合、前記タグの認証は成功である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記認証メッセージは前記認証クーポンの関数であるデータ（［ｘｉ］１６，ｆ（ｘｉ））を含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記タグからの前記応答メッセージは第２の乱数（ｃ’）も含んでおり、前記読み取り装置によって送信される前記承認は前記第２の乱数の関数としても設定される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
タグ（Ｔｊ）を無線読み取り装置（Ｒ）によって識別及び認証する方法であって、前記タグは前記読み取り装置の無線範囲内であり、前記タグは一組の利用可能な時間スロット（２ｑ）から時間スロットを選択しており、前記方法は、
前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置からクエリメッセージを受信するステップ（Ｅ３１−３）と、
応答メッセージを前記タグから前記読み取り装置に送信するステップ（Ｅ３１−５）であって、前記応答メッセージは前記タグによって選択されたランダム値を含んでいる、ステップとを備え、
前記方法は、前記タグが認証クーポン（ｘｉ）を格納し、前記タグから前記読み取り装置に送信される前記応答が前記タグによって選択されたランダム値を含み、前記値は前記クーポンのうちの１つの関数であることを特徴とする、方法。
【請求項７】
承認メッセージを前記読み取り装置から受信するステップ（Ｅ３１−９）であって、前記メッセージは、前記ランダム値の関数として設定されると共に、前記読み取り装置によって選択されたチャレンジ（ｃ）を含んでいる、ステップと、
識別メッセージを前記読み取り装置に送信するステップ（Ｅ３１−１０）であって、前記メッセージは識別情報を含んでいる、ステップとをさらに備える、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記読み取り装置に送信される前記識別メッセージは、前記チャレンジと前記タグに固有の秘密とから計算された認証応答（ｙ）も含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
無線タグ（Ｔｊ）を識別及び認証するのに適合した読み取り装置であって、前記タグは、前記読み取り装置の無線範囲内の一組のタグの一部を形成すると共に、一組の利用可能な時間スロット（２ｑ）の中から時間スロットを選択しており、前記読み取り装置は、
前記選択された時間スロット中にクエリメッセージを送信するように配置された第１送信手段（４４）と、
前記時間スロットを選択した前記タグから応答メッセージを受信するように配置された第１受信手段（４５）であって、前記応答メッセージは前記タグによって選択されたランダム値を含んでおり、前記値は前記認証クーポンのうちの１つの関数である、第１受信手段と、
前記選択された時間スロット中にどのくらい多くの応答メッセージが前記第１受信手段によって受信されたかを検証するように配置された検証手段（４６）とを備える、無線読み取り装置。
【請求項１０】
無線読み取り装置（Ｒ）によって識別及び認証されるのに適合した無線タグ（Ｔｊ）であって、前記タグは、
認証クーポンを格納する手段（５１）と、
一組の利用可能な時間スロットから時間スロットを選択するように配置された選択手段（５３）と、
前記選択手段によって選択された時間スロット中に前記読み取り装置からクエリメッセージを受信するように配置された第１受信手段（５４）と、
応答メッセージを前記読み取り装置に送信するように配置された第１送信手段であって、前記応答メッセージは、前記タグによって選択され前記認証クーポンのうちの１つによって構成されたランダム値を含んでいる、第１送信手段とを備える、無線タグ。
【請求項１１】
請求項９に記載の無線読み取り装置と、
少なくとも１つの請求項１０に記載の無線タグとを備える、無線認証システム。
【請求項１２】
無線読み取り装置のメモリにインストールするコンピュータプログラムであって、前記プログラムは、請求項１から５のいずれか１項に記載の読み取り装置によって実施される前記無線タグ識別及び認証方法のステップを実施する命令を含んでおり、前記ステップは、前記プログラムがプロセッサによって実行されるとき前記読み取り装置によって実行される、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２のコンピュータプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線読み取り装置によって無線タグを識別及び認証する技術に関する。
本発明の特に有利な用途は、特に英語で「無線周波数識別（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）すなわち「ＲＦＩＤ」として知られる無線識別の分野にある。
【背景技術】
【０００２】
無線識別は、無線タグ又は「ＲＦＩＤタグ」として知られるマーカを使用することによって、データを離れたところから格納及び回復するために使用される技術である。無線タグは、実体又は物品に貼り付けることができる又はこれらに組み込むことができる粘着ラベルのような小さいものである。無線タグは、「読み取り装置（リーダ）」と呼ばれる送受信機から送信される無線要求を受信して応答できるように電子チップに関係付けられたアンテナを備える。例として、無線タグは、タグがパスポート、チケット、又は決済カードに組み込まれている場合、人々を識別するために使用され、あるいは、バーコードと同様に、物品を識別するために使用される。物品へのこの適用は、在庫の管理を容易にし、物品の流通システム全体の在庫の追跡を可能にする。現在では、製薬、流通、ファッション、書籍販売等の多数の活動分野が、物品を追跡するためにＲＤＩＦシステムを利用している。ＲＦＩＤ技術は、手動プロセスを自動化するために、貨物運送を認証及び保護するために、在庫のリアルタイムでの可視性を提供するために、ますます利用されている。
【０００３】
無線タグを識別するための既存のメカニズムの中で、電子製品コード（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐｒｏｄｕｃｔ  ｃｏｄｅ：ＥＰＣ）コンソーシアムのＥＰＣグローバル（ＥＰＣＧｌｏｂａｌ）は、一般に「タグ個片化（シンギュレーション）」メカニズムとして知られるタグ識別プロトコルを標準化している［ＥＰＣグローバル：ＥＰＣ無線周波数アイデンティティプロトコル、クラス１  第２世代ＵＨＦ  ＲＦＩＤ、８６０９６０ＭＨｚでの通信用プロトコル、バージョン１．２．０］。この識別メカニズムは、複数の無線タグが読み取り装置からの要求に同時に応答する場合、無線レベルでの衝突を管理するのに適している。したがって、無線読み取り装置が一組のタグの中から各々のタグを連続して順次識別し、その後、ある特定の用途の文脈で一度に１つの識別されたタグと対話することを可能にする。例として、このような用途は、識別されたタグが実際に自身が名乗っているタグであることを検証するのに適合した認証用途である。したがって、関係するこれらの識別及び認証メカニズムは、このような無線タグが設けられた物品の正確な追跡を提供することを可能にし、物品を流通させるシステムの各ステップで作用し、物品の確実性及びしたがって出所を検証することによって、効率的に偽造に対抗することを可能にする。
【０００４】
ＥＰＣグローバルコンソーシアムによって規定された識別プロトコルを、図１を参照して説明する。
【０００５】
前の段階（図示せず）では、無線読み取り装置Ｒは、問い合わせるべきタグのクラスを決定する。例として、これは所定の製造業者からくるすべてのタグであるかもしれない。基準を満たす複数のタグＴ１，．．．，Ｔｎは、無線読み取り装置Ｒの無線範囲内であるとする。
【０００６】
第１のパラメータ設定ステップＥ１０では、読み取り装置Ｒは、読み取り装置Ｒの無線範囲内のタグが読み取り装置Ｒによって問い合わされるべきである時間スロットの範囲を決定するｑと書かれたパラメータの値を設定する。前記無線範囲の時間スロットの数は、２ｑに等しい。
【０００７】
クエリステップＥ１１では、読み取り装置Ｒは、クエリメッセージＱＵＥＲＹを、無線チャンネルを介して送信し、このメッセージは、事前に決定された数、特に２ｑの数の時間スロットを含んでいる。読み取り装置Ｒがクエリメッセージを送信した後に行われる選択ステップＥ１２では、読み取り装置Ｒの無線範囲内のタグＴ１，．．．，Ｔｎは、提案された範囲内の個々の時間スロットを選択する。したがって、各々のタグによって選択された時間スロットは、０から２ｑ−１の範囲内にある数である。この時間スロットは、各々のタグによってランダムに選択され、タグが読み取り装置に応答することができる、そしてひょっとすると、特定の用途、例えば認証用途の文脈では、読み取り装置と特権的に対話するために識別プロトコル中に読み取り装置Ｒによって遮断することができる特定の時間間隔を決定する。
【０００８】
選択された時間スロット中に問い合わされたタグは、タグによって選択される１６ビットのランダム値ＲＮによって読み取り装置Ｒに応答する。スロット０は、ステップＥ１１中に読み取り装置Ｒによって送信されるクエリメッセージＱＵＥＲＹに関係付けられた最初のスロットの代表的なものである。タグＴｊのみがその時間スロットとして０を選択したとする。したがってタグＴｊは、読み取り装置から受信したクエリメッセージＱＵＥＲＹに関係付けられている。次に、タグＴｊは、応答ステップＥ１３で応答メッセージＲＥＰを読み取り装置Ｒに送信するように作用し、このメッセージは、タグＴｊによって選択されたランダム値ＲＮを含んでいる。
【０００９】
テストステップＥ１４では、読み取り装置Ｒは、ゼロ、１つ又は複数のタグが、送信されたクエリメッセージＱＵＥＲＹに応答したかどうかを決定する。
【００１０】
上記で特定したように、この時点で、タグＴｊのみが応答しているとする。応答ステップＥ１５では、読み取り装置Ｒは、承認メッセージＡＣＫを送信することによってタグＴｊに応答し、このメッセージは、タグＴｊから受信したランダム値ＲＮを含んでいる。したがって、タグＴｊは、読み取り装置Ｒがその応答メッセージを正確に受信したことを知る。
【００１１】
識別ステップＥ１６では、タグＴｊは、識別メッセージＩＤを読み取り装置Ｒに送信し、このメッセージは、タグＴｊに固有の情報系列を含んでいる。この系列は、タグの性能を識別するその製品コード（ＰＣ）として知られる１６ビット文字列と、タグＴｊを一意的に識別する６４から１２８ビットの電子製品コード（ＥＰＣ）と、エラーを訂正する１６ビットの巡回冗長コード（ＣＲＣ）とを備え、ＣＲＣは、コードＰＣ及び識別子ＥＰＣに基いて決定され、伝送エラーを検出するのに役立つ。
【００１２】
複数のタグが読み取り装置Ｒによって送信されたクエリメッセージＱＵＥＲＹに応答する第２の状況（図１には示さず）では、応答したタグは、「休止」状態としても知られる一時的な待機状態になる。このような状況は、読み取り装置Ｒによって処理することができないタグからの応答間の衝突に対応する。読み取り装置Ｒは、慣習的にＱＵＥＲＹＲＥＰと書かれた新たなクエリメッセージを送信し、このクエリメッセージは、次に続く時間スロットを含んでいる。クエリメッセージＱＵＥＲＹに応答したタグがない第３の状況（図１には示さず）では、読み取り装置Ｒは、新たなクエリメッセージＱＵＥＲＹＲＥＰを送信し、このクエリメッセージは、次に続く時間スロットを含んでいる。
【００１３】
いったん範囲［０，２ｑ−１］内のすべての時間スロットが処理されると、読み取り装置は、以前のクエリメッセージＱＵＥＲＹ及びＱＵＥＲＹＲＥＰを送信する間に識別することができなかったタグの識別を試みるために、クエリメッセージＱＵＥＲＹをもう一度送信することができる。
【００１４】
識別ステップＥ１６の終了時、他のタグＴ１，．．．，Ｔｊ−１，Ｔｊ＋１，．．．，Ｔｎのすべては、これらが休止状態に入ったためか、これらが現在の交換に関係付けられていないため、待機状態である。次に、読み取り装置Ｒは、識別したタグＴｊと、用途の特定の要求に応じた方法で対話することができる。あるこのような対話が、ある用途だけのためのステップＥ１７によって図１に図式的に示されている。本発明の文脈では、有利な例は、読み取り装置Ｒが、読み取り装置がそれ自身であると識別したタグＴｊが実際に自身が名乗っているタグであることを確実にすることを可能にする認証用途である。このような認証は、上述した識別プロトコル中にタグが自分自身を識別した後に行われることを認めるべきである。
【００１５】
無線読み取り装置によってタグを認証するいくつかの既存の方式が存在する。例えば、既知の認証方式は、その発明者、Ｇｉｒａｕｌｔ、Ｐａｉｌｌｅｓ（ｅにはアクサンテギュが付く）、Ｐｏｕｐａｒｄ及びＳｔａｒｎのために「ＧＰＳ」又は「暗号ＧＰＳ（ｃｒｙｐｔｏＧＰＳ）」と名付けられている（Ｇｉｒａｕｌｔ、Ｐｏｕｐａｒｄ及びＳｔａｒｎ「未知位数の群に基づくオンザフライ認証と署名方式」、ジャーナルオブクリプトロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ）、４６３〜４８８ページ、１６巻、第４号、２００６年）。ＧＰＳ方式は、公開鍵認証技術である。これは、安全保護が、グループ内の離散対数を計算することの難しさに依存している「ゼロ知識」型のプロトコルである。例として、この形式の実施は、楕円曲線に基づく暗号に依存することができる。
【００１６】
この形式は、一般に、メモリ及び／又は計算力の点で非常に小さい電力を有する装置が、より大きい電力を有する第２の装置によってそれ自身を認証できるようにするために使用される。そのプロトコルは、非力な装置の認証のコストを、一連の最適化によって通常は低減させることができるようになっている。例えば、ＧＰＳ方式の１つの最適化は、いわゆる「クーポン」モードに依存している。そのモードの本質は、適切な認証が行われている間に行われる必要がある演算を最小にしか残さないために、認証セッションの前に事前に計算することができるすべてを計算するように作用することにある。これは、ＲＦＩＤタグに基づく用途に非常にうまく適合したＧＰＳプロトコルを形成する。
【００１７】
図２を参照し、読み取り装置によって無線タグを認証する、先行技術で使用されるようなＧＰＳ認証方式の一実施例の説明を続ける。ここで説明する例は、楕円曲線に基いており、曲線Ｅ上の点Ｐによって発生された点のサブグループを使用する。ここで説明する実施は、タグ認証クーポンと、タグによってこれらのクーポンの各々に関係付けられた乱数の再生とを使用し、したがって、基本ＧＰＳ方式の最適化を構成する。この実施では、楕円曲線上の認証計算を読み取り装置によって行い、基本認証演算のみをタグによって実行する。この例は、タグの性能と実施空間の点で最も有利であると理解できる。
【００１８】
この方式では、認証システムは、タグが読み取り装置Ｒの近くに来たときに、読み取り装置Ｒによってそれ自身を認証するのに適合した少なくとも１つのタグＴを有する。
【００１９】
従来の方法では、この方式は、２つの段階、すなわち、認証データが計算され、タグＴ及び読み取り装置Ｒに供給される間の環境設定段階Ｅ２０と、タグＴが読み取り装置Ｒによってそれ自身を認証する間の認証段階Ｅ２１とを備える。環境設定段階Ｅ２０は、システムの有効期間で一度だけ実行される必要がある。認証段階Ｅ２１は、タグが読み取り装置Ｒによって認証されるたびに実行される。
【００２０】
環境設定段階Ｅ２０中、一対のＧＰＳ鍵（ｓ，Ｖ）が生成される。この対は、秘密鍵ｓと、関係する公開鍵Ｖとを備える。タグＴに固有の秘密鍵ｓは、タグＴに格納され、タグＴから決して抽出又は送信されない。公開鍵Ｖは、読み取り装置Ｒにアクセス可能である。鍵ｓ及びＶは、例えば、以下の式、Ｖ＝−ｓＰによってリンクされ、ここで、Ｐは読み取り装置Ｒに既知の楕円曲線上の点である。変形では、Ｖ＝ｓＰである。すなわち、公開鍵Ｖは、点Ｐをｓ回加えることによる楕円曲線上の加算によって計算される。時には「減少クーポン」モードとして知られるＧＰＳ方式の現在説明している実施では、再生鍵として知られる第２の秘密鍵が、タグＴにインストールされる。これは、タグＴにインストールされた擬似ランダム関数（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＲＦ）のためのパラメータとしても使用される。
【００２１】
環境設定段階Ｅ２０中、環境設定ステップＥ２０−１では、予め決められた数ｎの値が再計算され、これらの値は一般に、タグの認証クーポンと呼ばれ、ｘｉ，１≦ｉ≦ｎと書かれる。インデックスｉのクーポンはｘｉと書かれる。インデックスｉは、クーポンｘｉの識別インデックスである。クーポンｘｉを計算するために、再生鍵ｋをパラメータとして使用して擬似ランダム関数ＰＲＦによって乱数ｒｉを生成し、インデックスｉに適用する（ｒｉ＝ＰＲＦｋ（ｉ））。乱数ｒｉ（すなわち、関数ＰＲＦから出力される）は、大きいサイズのものであり、例えば、１１００ビットである。次に、タグの認証クーポンｘｉを、以下の式、ｘｉ＝ＨＡＳＨ（ｒｉＰ）を使用して計算し、ここでＨＡＳＨは、楕円曲線上の点Ｐをｒｉ回加えるために用いられる既知のハッシング関数である。この加算と、より少ない程度のハッシング関数ＨＡＳＨの評価とは、計算力の点で高価な演算である。したがって、一般的にはクーポンｘｉは、タグＴ及び読み取り装置Ｒとは異なる認証システムの計算実体（図示せず）によって予め計算される。次に、タグの認証クーポンｘｉは、読み取り装置Ｒによる認証中に使用するために、タグＴに、タグＴのメモリ（図示せず）に格納される。
【００２２】
認証段階Ｅ２１中、初期選択及び送信ステップＥ２１−１では、それ自身を認証するタグＴは、インデックスｉのクーポンｘｉを選択する。ステップＥ２１−１の終了時、選択されたクーポンｘｉは読み取り装置Ｒに送信される。
【００２３】
チャレンジを選択及び送信するステップ２１−２では、読み取り装置Ｒはチャレンジｃを生成する。チャレンジｃはランダムに生成される。ステップＥ２１−２の終了時、チャレンジｃは読み取り装置ＲによってタグＴに送信される。
【００２４】
再生及び計算ステップ２１−３では、タグＴは乱数ｒｉを再生する。この目的のため、タグＴにインストールされ、秘密再生鍵ｋによってパラメータを決められた擬似ランダム関数ＰＲＦが、クーポンｘｉを識別するインデックスｉに用いられる。擬似ランダム関数は、タグＴからの小さい計算力を必要とすることが知られている。次に、タグＴは、次の式、ｙ＝ｒｉ＋ｓｃを使用してチャレンジｃに対する応答ｙを計算する。応答ｙは、乱数ｒｉと、秘密鍵ｓ及びチャレンジｃの内積との和である。ステップＥ２１−３の終了時、応答ｙは読み取り装置Ｒに送信される。
【００２５】
検証ステップＥ２１−４では、読み取り装置Ｒは、ステップＥ２１−１の終了時にタグから受信したクーポンｘｉが、ハッシング関数ＨＡＳＨを、楕円曲線上の点Ｐのｙ回の加算と、公開鍵Ｖのｃ回の加算とに用いることによって、すわなち、ＨＡＳＨ（ｙＰ＋ｃＶ）によって得られた値と等しいことを検証する。
【００２６】
検証が肯定的な場合（図２の分岐「Ｏｋ」）、タグＴは読み取り装置Ｒによって正確に識別されている。
【００２７】
例として、関数ＨＡＳＨは関数ＳＨＡ−１であってもよく、ここでＳＨＡは「安全なハッシュアルゴリズム（ｓｅｃｕｒｅ  ｈａｓｈ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」の略語である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
タグ認証が、図２を参照して説明した方式によって実施されている場合、図１を参照して説明した識別プロトコル中に読み取り装置が特定のタグを分離した後、これは必ず起こることが認められるだろう。識別プロトコルと、次に認証プロトコルとを連続して実施することは、したがって、これらのプロトコルの両方に存在する交換と同じ数のメッセージを交換することを必要とし、これら２つのプロトコル中に含まれる実体間で交換する必要があるのと同じ量のデータを伝送することを必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、無線読み取り装置によって実施されている場合、無線タグを識別及び認証する方法を提案することによって、この状況を改善することを目的とし、前記タグは、前記読み取り装置の無線範囲内の一組のタグの一部を形成し、一組の利用可能な時間スロットから時間スロットを選択しており、この方法は、
前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置がクエリメッセージを送信するステップと、
前記読み取り装置が前記時間スロットを選択したタグから応答メッセージを受信するステップとを備え、前記応答メッセージは、前記タグによって選択されたランダム値を含む、方法であって、
前記タグが認証クーポンを格納し、前記時間スロット中に前記読み取り装置によって受信される前記タグからの応答が、前記タグによって選択されたランダム値のような、前記クーポンのうちの１つの関数である値を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明の識別及び認証方法は、別個の、無線タグを識別するプロトコル及び無線タグを認証するプロトコルを使用して実施される、最初は別個であったステップを相互的にするように働く。本発明では、認証クーポンの関数である値が、前記識別プロトコル中に前記タグによって選択された時間スロットに関係する前記読み取り装置のクエリメッセージに前記タグが応答するときに通常は前記タグによって前記読み取り装置に送信されるランダム値を置き換える。したがって、前記読み取り装置からの問い合わせに応答するために、前記タグは、前記タグによって選択された時間スロットを知らせるためと、前記タグを識別するために、１つのメッセージのみを送信する。先行技術では、２つのメッセージ、すなわち、前記識別プロトコルに固有で、１６ビットの乱数を含む第１のメッセージと、前記認証プロトコルに固有で、同様にランダム性の認証プロトコルの関数である値を含む第２のメッセージとが送信されたことを思い出すべきである。本発明の方法によって、前記認証クーポンの関数である値は、前記タグの識別と前記タグの認証の両方に使用される。ある実施では、この値はクーポン自身である。本発明の方法は、タグを識別及び認証している間に交換されるメッセージの数を最少にするように働く。
【００３１】
ある実施では、前記方法はさらに、
前記読み取り装置が承認メッセージを前記タグに送信するステップであって、前記承認メッセージは、前記ランダム値の関数として設定され、前記読み取り装置によって選択されたチャレンジを含んでいる、ステップと、
前記読み取り装置が識別メッセージを前記タグから受信するステップであって、前記識別メッセージは、識別情報を含んでいる、ステップとを備える。
【００３２】
前記読み取り装置が前記タグの応答を正確に受信したことを前記タグに知らせるために慣例的に前記読み取り装置によって前記タグに送信される前記承認メッセージは、チャレンジｃを前記タグに送信するためにも使用される。前記チャレンジは、慣例的には認証中に送信される。改めて、１つのメッセージのみが２つの情報を前記タグに送信するために使用され、これらの情報は、慣例的には、第１に識別中に、第２に認証中にと、別々に処理される。改めて、前記読み取り装置と前記タグとの間で交換されるメッセージの数は、先行技術でのように前記識別プロトコル及び前記認証プロトコルが順々に実行する場合に交換されるメッセージの数と比較して少ない。
【００３３】
ある実施では、前記識別メッセージは、前記チャレンジと前記タグに固有の秘密とから計算される認証応答を含み、前記方法は、
前記読み取り装置が、前記タグから受信した前記応答メッセージに含まれる前記ランダム値が前記認証応答と前記チャレンジとから計算される値と等しいことを検証するステップを含み、前記タグの認証は、前記検証が肯定的な場合、成功である。
【００３４】
この実施では、前記タグは、識別されるのと同時に認証される。その後、追加の認証段階は必要ない。本発明の方法によって、前記タグと前記読み取り装置との間で交換されるメッセージの数は半減することを認めるべきである。同様に、前記タグと前記読み取り装置との間で交換されるデータの量も減少する。ランダム性で、通常は前記認証プロトコル中に送信される前記認証クーポン（又は、前記クーポンの関数である値）と、通常は前記識別プロトコル中に送信される、前記タグによって選択される前記ランダム値とは、ここでは１つのデータである。このデータは、一度のみ送信され、前記識別プロトコルの意味でのランダム値としてと、前記認証プロトコルの意味での関与としての両方として作用する。
【００３５】
本発明と交換されるメッセージの数とデータ量の点で提供する最適化とによって、識別及び認証に必要な時間は、先行技術と比較して減少することを認めるべきである。
【００３６】
ある実施では、前記承認メッセージは、前記認証クーポンの関数であるデータを含んでいる。
【００３７】
異なる実施では、前記タグからの応答メッセージは第２の乱数も含み、前記読み取り装置によって送信される承認は、前記第２の乱数の関数としても設定される。
【００３８】
この実施は、前記読み取り装置及び前記タグが相互に認証し合うことを可能にする。前記タグによって第２の乱数をチャレンジとして前記読み取り装置に送信することは、前記タグによって前記読み取り装置を認証することに寄与する。次に、このチャレンジへの応答は、前記読み取り装置によって計算され、次に、後に続くメッセージで前記タグに送信される。前記タグを識別及び認証するためであっても、前記タグ及び前記読み取り装置を認証するためであっても、メッセージの数は変わらないことを認めるべきである。
【００３９】
本発明は、タグを読み取り装置によって識別及び認証する方法も提供し、前記タグは前記読み取り装置の無線範囲内であり、前記タグは一組の利用可能な時間スロットから時間スロットを選択しており、前記方法は、
前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置からクエリメッセージを送信するステップと、
応答メッセージを前記タグから前記読み取り装置に送信するステップであって、前記応答メッセージが、前記タグによって選択されたランダム値を含んでいる、ステップとを備える方法であって、
前記タグが認証クーポンを格納し、前記タグから前記読み取り装置に送信される応答が、前記タグによって選択されたランダム値を含み、このランダム値が、前記クーポンのうちの１つの関数であることを特徴とする。
【００４０】
異なる実施では、タグを認証する前記方法は、また、
承認メッセージを前記読み取り装置から受信するステップであって、このメッセージは、前記ランダム値の関数として設定され、前記読み取り装置によって選択されたチャレンジを含んでいる、ステップと、
識別メッセージを前記読み取り装置に送信するステップであって、このメッセージは、識別情報を含んでいる、ステップとを備える。
【００４１】
タグを認証する方法の異なる実施では、前記読み取り装置に送信される前記識別メッセージは、前記チャレンジと前記タグに固有の秘密とから計算される認証応答も含んでいる。
【００４２】
本発明は、無線タグを識別及び認証するのに適合した読み取り装置も提供し、前記タグは、前記読み取り装置の無線範囲内の一組タグの一部を形成し、一組の利用可能な時間スロットの中から時間スロットを選択しており、前記タグは、認証クーポンを格納し、前記読み取り装置は、
前記選択された時間スロット中にクエリメッセージを送信するように配置された第１送信手段と、
前記時間スロットを選択した前記タグから応答メッセージを受信するように配置された第１受信手段であって、前記応答メッセージは、前記タグによって選択されたランダム値を含み、この値は、前記認証クーポンのうちの１つの関数である、第１受信手段と、
前記選択された時間スロット中にどのくらい多くの応答メッセージが前記第１受信手段によって受信されているかを検証するように配置された検証手段とを備える。
【００４３】
本発明は、無線読み取り装置によって識別及び認証されるのに適合した無線タグも提供し、前記タグは、
認証クーポンを格納する手段と、
一組の利用可能な時間スロットから時間スロットを選択するように配置された選択手段と、
前記選択手段によって選択された時間スロット中に前記読み取り装置からクエリメッセージを受信するように配置された第１受信手段と、
前記読み取り装置に応答メッセージを送信するように配置された第１送信手段であって、前記応答メッセージが、前記タグによって選択され前記認証クーポンのうちの１つによって構成されたランダム値を含んでいる、第１送信手段とを備える。
【００４４】
本発明は、
本発明の無線読み取り装置と、
少なくとも１つの本発明の無線タグとを備える無線認証システムも提供する。
【００４５】
本発明は、無線読み取り装置のメモリにインストールするコンピュータプログラムも提供し、前記プログラムは、本発明の読み取り装置による無線タグ識別及び認証方法のステップを実施する命令を含み、前記ステップは、前記プログラムがプロセッサによって実行されるとき、前記読み取り装置によって実行される。
【００４６】
本発明は、本発明のコンピュータプログラムが格納されたデータ媒体も提供する。
【００４７】
本発明の多数の細部及び利点を、添付した図面の参照によって非限定的に行った特定の実施の以下の説明を読むことでより良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】無線読み取り装置によって無線タグを認証する先行技術のプロトコルのステップを示す。
【図２】読み取り装置によってタグを認証する先行技術の方式と、特にＧＰＳ方式のステップを示す。
【図３】読み取り装置によってタグを識別及び認証する本発明の実施を構成する方法のステップを示す。
【図４】図５に示す無線タグを識別及び認証するように配置された無線読み取り装置の一実施形態を示す。
【図５】本発明の無線読み取り装置によってそれ自身を識別及び認証するように配置されたタグの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明の実施で無線タグを読み取り装置によって識別及び認証する方法のステップは、図３を参照して以下に説明される。
【００５０】
複数のタグＴ１，．．．，Ｔｎが無線読み取り装置Ｒの無線範囲内だとする。読みやすさの理由のため、１つのタグＴｊのみを図３に示す。
【００５１】
本発明の方法は、２つの段階、すなわち、その間に認証データが計算され、及び／又は、タグＴ１，．．．，Ｔｎ及び読み取り装置Ｒに供給される環境設定段階Ｅ３０と、その間に読み取り装置ＲがタグＴｊの識別及び認証に進む動作段階Ｅ３１とを備える。環境設定段階Ｅ３０は、システムの有効期間で一度だけ行われる必要がある。動作段階Ｅ３１は、タグが読み取り装置Ｒによって識別及び認証されるたびに実行される。以下の説明は、タグＴｊを環境設定する段階のみに関係する。このような環境設定段階は、他のタグＴ１，．．．，Ｔｊ−１，Ｔｊ＋１，．．．，Ｔｎの各々に関しても実行されることを理解すべきである。
【００５２】
環境設定段階Ｅ３０中、タグＴｊに固有の１対のＧＰＳ鍵（ｓ，Ｖ）が生成される。この対は、秘密鍵ｓ及び関連する公開鍵公開鍵Ｖとを備える。タグＴｊに固有の秘密鍵ｓは、タグＴｊに格納され、タグＴｊから決して抽出又は送信されない。公開鍵Ｖは、例えば次の式、Ｖ＝−ｓＰによってリンクされ、ここで、Ｐは読み取り装置Ｒに既知の楕円曲線Ｅ上の点である。変形では、Ｖ＝ｓＰである。すなわち、公開鍵Ｖは、楕円曲線Ｅ上の点Ｐをｓ回加算することによって計算される。しばしば「減少クーポン」モードとして知られる現在説明しているＧＰＳ方式の実施では、再生鍵として知られる第２秘密鍵ｋがタグＴｊにインストールされる。これは、タグＴｊにインストールされている擬似ランダム関数（ＰＲＦ）のためのパラメータとして使用される。
【００５３】
環境設定段階Ｅ３０中、環境設定ステップＥ３０−１では、予め決められた数ｍの値が再計算され、これらの値は、一般に、タグの認証クーポンと呼ばれ、１≦ｉ≦ｍとしてｘｉと書かれる。インデックスｉのクーポンはｘｉと書かれる。クーポンｘｉを計算するために、再生鍵ｋをパラメータとして使用して擬似ランダム関数ＰＲＦによって乱数ｒｉが生成され、インデックスｉに適用される（ｒｉ＝ＰＲＦｋ（ｉ））。乱数ｒｉ（すなわち、関数ＰＲＦからの出力としての）は、大きいサイズ、例えば１１００ビットである。次に、前記タグの認証クーポンｘｉは、次の式、ｘｉ＝ＨＡＳＨ（ｒ，Ｐ）を使用して計算され、ここでＨＡＳＨは、楕円曲線上で点Ｐをｒｉ回加算するために使用される既知のハッシュ関数である。この加算と、より少ない程度の前記ハッシング関数ＨＡＳＨの評価とは、計算力の点で高価な演算である。したがって、クーポンｘｉに関しては、タグＴｊとも読み取り装置Ｒとも異なるシステムの計算実体（図示せず）によって予め計算することが一般的な慣習である。次に、前記タグの認証クーポンｘｉは、読み取り装置Ｒによる識別及び認証中に使用するために、タグＴｊにおいてメモリ（図示せず）に格納される。
【００５４】
演算段階Ｅ３１の前のステップ（図示せず）では、読み取り装置Ｒは問い合わせるタグのクラスを決定する。例として、これは同じ製造業者からのすべてのタグであってもよい。
【００５５】
演算段階Ｅ３１をパラメータ化する第１ステップＥ３１−１では、読み取り装置Ｒは、ｑと書かれたパラメータの値を設定し、読み取り装置の無線範囲内のタグが読み取り装置によって問い合わされる時間スロットの範囲を決定する。この範囲の時間スロットの数は、２ｑに等しい。
【００５６】
問い合わせステップＥ３１−２では、読み取り装置Ｒは、事前に決定された一連の時間スロットを指定するクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹを送信する。受信ステップＥ３１−３では、このクエリメッセージはタグによって、特にタグＴｊによって受信される。タグがクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹを受信した後、選択ステップＥ３１−４中に、読み取り装置Ｒの無線範囲内のタグＴ１，．．．，Ｔｎの各々は、提案された範囲内から個々の時間スロットをランダムに選択する。したがって、各々のタグによって選択された時間スロットは、０から２ｑ−１の範囲内の数によって識別される。タグがそれらの時間スロットを選択した後、それらのタグの各々は、その時間スロットに関係する読み取り装置Ｒからの問い合わせを待機する。
【００５７】
ここで説明する特定の例では、
選択ステップＥ３１−４中、タグＴｊは時間スロット０を選択し、この時間スロット０は読み取り装置Ｒによって決定された一連のスロット内の第１スロットを表しており、
ステップＥ３１−２中に送信される読み取り装置Ｒからの第１クエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹは、時間スロット０を通知し、
タグＴｊのみが時間スロット０を選択しているとする。
【００５８】
応答ステップＥ３１−５では、タグＴｊは応答メッセージＡＵＴＨ−ＲＥＰを読み取り装置Ｒに送信し、このメッセージは、認証クーポンｘｉの関数である値を含んでいる。ここで説明する特定の例では、この値は認証クーポンｘｉそれ自体に等しい。クーポンｘｉは次式、ｘｉ＝ＨＡＳＨ（ｒｉＰ）を使用して計算され、ここでＰは楕円曲線Ｅ上の点、ｒｉは乱数であることを思い出すべきである。認証クーポンｘｉは、タグＴｊによって選択されタグＴｊによって応答メッセージＡＵＴＨ−ＲＥＰ中に挿入される乱数として作用する。応答メッセージＡＵＴＨ−ＲＥＰは、受信ステップＥ３１−６で読み取り装置Ｒによって受信される。
【００５９】
テストステップＥ３１−７では、読み取り装置Ｒは、どのくらい多くのタグがクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹに応答したかを決定する。上述したように、本例では、タグＴｊのみが応答したとする。
【００６０】
応答ステップＥ３１−８では、読み取り装置Ｒは、受信した応答に対して承認メッセージＡＵＴＨ−ＡＣＫを送信することによってタグＴｊに応答する。この承認メッセージは、受信した認証クーポンｘｉの関数であるデータを、チャレンジｃと共に含んでいる。従来の方法では、前記チャレンジは、読み取り装置Ｒによって選択されたランダム値である。例として、前記データは前記クーポンの一部であり、本例では、クーポンｘｉの下位１６ビットに対応し、これは［ｘｉ］１６と書かれる。例えば、ｘｉの送信される部分、すなわち［ｘｉ］１６と、チャレンジｃとは、連結される。したがって、承認メッセージＡＵＴＨ−ＡＣＫは、［ｘｉ］１６｜｜ｃと書かれた連結された値を含んでいる。応答及び識別ステップＥ３１−９では、前記承認メッセージはタグＴｊによって受信され、タグＴｊは、受信した値［ｘｉ］１６｜｜ｃが、送信したクーポンｘｉに実際に関係づけられていることを検証する。前記認証クーポンのランダムな性質を考えると、タグＴｊが、前記承認で受信したクーポンの一部［ｘｉ］１６を、送信したクーポンｘｉの下位１６ビットと比較し、これらの値が等しい場合、読み取り装置Ｒが前記タグの応答メッセージを正確に受信していることは確かである。前記承認メッセージで送信されるチャレンジｃは、読み取り装置ＲによるＴｊの承認で使用されるデータである。
【００６１】
識別及び認証ステップＥ３１−１０では、タグＴｊは、読み取り装置から受信したチャレンジｃに対する認証応答を計算し、次に、この認証応答を、タグＴｊに固有の識別情報と共に送信する。したがって、再生及び計算サブステップＥ３１−１０ａでは、乱数ｒｉがタグＴｊによって再生される。この目的のため、タグＴｊにインストールされ、再生秘密鍵ｋによってパラメータ化された擬似ランダム関数ＰＲＦが、クーポンｘｉを識別するインデックスｉに用いられる。擬似ランダム関数は、タグＴｊに関して小さい計算力しか必要としないことが知られている。次に、タグＴｊは、チャレンジｃに対する応答ｙを、次式、ｙ＝ｒｉ＋ｓｃを使用して計算する。応答ｙは、乱数ｒｉと、秘密鍵ｓ及びチャレンジｃの内積との和である。その後、送信サブステップＥ３１−１０ｂでは、タグＴｊは、認証メッセージＡＵＴＨ−ＩＤを前記読み取り装置に送信し、このメッセージは、認証応答ｙを、タグＴｊに固有の識別列と共に含んでいる。前記タグに固有の列は、前記タグの性能を識別する「ＰＣ」（「製品コード（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｃｏｄｅ）」の略である）と書かれた１６ビット文字列と、前記タグを一意に識別する６４から１２８ビットの電子製品コード「ＥＰＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐｒｏｄｕｃｔ  ｃｏｄｅ」と、コードＰＣ及び識別子ＥＰＣによって決定され伝送エラーを検出するために働くエラー訂正用の１６ビット巡回冗長コード「ＣＲＣ：ｃｙｃｌｉｃ−ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｏｄｅ」とを備えている。識別メッセージＡＵＴＨ−ＩＤは、データｙ、ＰＣ、ＥＰＣ及びＣＲＣのすべてを連結することによって得られ、この連結の結果は、ｙ｜｜ＰＣ｜｜ＥＰＣ｜｜ＣＲＣ｜｜と書かれる。前記識別メッセージは、受信ステップＥ３１−１１で前記読み取り装置によって受信される。
【００６２】
承認ステップＥ３１−１２では、読み取り装置Ｒは、受信ステップＥ３１−６中にタグＴｊから受信したクーポンが、楕円曲線上の加算を使用して点Ｐをｙ回加算して公開鍵Ｖをｃ回加算するハッシュ関数ＨＡＳＨを適用することによって得られた値と等しいことを検証する。すなわち、前記受信されたクーポンは、ＨＡＳＨ（ｙＰ＋ｃＶ）と比較される。この検証が肯定的ならば（図３の分岐ＯＫ）、タグＴｊは、読み取り装置Ｒによって正確に認証されている。
【００６３】
したがって、ステップＥ３１−１２で実行される検証が肯定的ならば、読み取り装置Ｒは、タグＴｊに固有の識別データを保持しており、また、タグＴｊを認証している。
【００６４】
ステップＥ３１−１２の終了時、タグＴｊ以外のすべての無線タグは、本例では、これらのタグが選択している時間スロットは読み取り装置Ｒからのクエリメッセージに含まれていないため、待機状態にある。
【００６５】
例として、前記ＨＡＳＨ関数は関数ＳＨＡ−１（「セキュアハッシュアルゴリズム（ｓｅｃｕｒｅ  ｈａｓｈ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」の略である）である。
【００６６】
タグＴｊと読み取り装置Ｒとの間で交換を行うこともできる。これらの交換（ここでは説明しない）は、ある用途に特定のものである。タグＴｊと読み取り装置Ｒとの間の交換が終了すると、タグＴｊは休止状態に入る。前記読み取り装置が前記組の他のタグと相互作用したい場合、前記読み取り装置は、その後の時間スロットを指定する新たな問い合わせメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰを送信する。この問い合わせステップは、問い合わせステップＥ３１−２に相当する。
【００６７】
所定の時間スロットの間、１つのタグのみが前記読み取り装置に応答する場合、ステップＥ３１−３からＥ３１−１２が上述したように実行される。
【００６８】
複数のタグが、ステップＥ３１２で読み取り装置Ｒによって送信された問い合わせメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰに（又は、その後の時間スロットに関して送信されたメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰに）応答する状況（図１には示さず）では、応答したタグは、みずから一時的な待機状態又は休止状態に入る。この状況は、タグからの応答間の衝突に対応し、したがって、読み取り装置Ｒによって処理することができない。
【００６９】
ステップＥ３１−２中に読み取り装置Ｒによって送信されたクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹに応答したタグがない状況（図１には示さず）では、読み取り装置Ｒは、その後の時間スロットを指定する新たなクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰを送信する。
【００７０】
範囲［０，２ｑ−１］内の時間スロットのすべてが読み取り装置Ｒによって処理されると、前記読み取り装置は、前の交換中に識別及び認証されていないタグを識別及び認証するために、新たなクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹを送信することができる。
【００７１】
上述したように、タグＴｊが時間スロット０を選択しているとする。当然、タグはどの時間スロットを選択することもできる。必要に応じて、前記タグは、上述した応答ステップＥ３１−５にしたがってその認証クーポンの１つを応答で送信するために、選択した時間スロットを指定する新たなクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰを読み取り装置Ｒから受信するのを待機する。
【００７２】
ここで説明している暗号ＧＰＳ（ｃｒｙｐｔｏＧＰＳ）の変形では、式ｘｉ＝ＨＡＳＨ（ｒｉＰ）を使用して前記認証クーポンを計算するために使用される値ｒｉは、前記クーポンが実際に使用されるとき、本例では、サブステップ３１−１０ａ中に、タグＴｊによって再生される。したがって、クーポンｘｉのみがタグＴｊによって格納される必要がある。これは、タグが限られた記憶装置を有する場合、有利である。
【００７３】
本発明は、説明した暗号ＧＰＳの変形に限定されない。この方式の他の変形が存在する。したがって、この方式の最適化を構成するＧＰＳ方式の他の実施（図示せず）では、タグの認証クーポンｘｉは、読み取り装置Ｒ及びタグＴｊ以外の計算実体によって事前に計算され、前記読み取り装置に格納されるか、前記計算実体によって通信チャンネルを経て前記読み取り装置に配送される。このような状況のもとでは、応答ステップＥ３１−５中にタグＴｊによって送信される応答メッセージは、前記タグによって選択された乱数ＲＮと、現在の交換中に前記タグによってどのクーポンｘｉが使用されているかを前記読み取り装置に知らせるクーポンインデックスＣＩＤとの関数である値を含んでいる。したがって、前記応答メッセージは、クーポンに関するインデックスが指定されているという意味でクーポンに依存しており、さらに、そのランダム性は、乱数ＲＮが前記タグからの応答を計算するために使用されるため、保たれる。前記応答で送信される値は、ｇ（ＲＮ，ＣＩＤ）と書かれる。関数ｇは、例えば、乱数ＲＮ及びクーポンインデックスＣＩＤを連結することを含んでもよい。
【００７４】
通常は、環境設定段階Ｅ３０の後、再生秘密鍵ｋは、タグにのみ存在し、決してタグから出ることはなく、おそらくタグの認証クーポンを事前計算するために使用される計算実体を除いて、どのような他の実体とも共有されるように設計されていない。再生秘密鍵ｋは、秘密鍵ｓとは異なっている。それにもかかわらず、ＧＰＳ方式の実施では、再生秘密鍵ｋは、秘密鍵ｓから得ることができる。
【００７５】
暗号ＧＰＳ認証方式の他の変形では、タグＴｊに格納され読み取り装置Ｒに送信される認証クーポンは、対（ｒｉ，ｘｉ）、またはいわゆる「非減少クーポン」である。この変形では、したがって、乱数ｒｉはタグに格納され、上述した方式でのようには再生されない。この変形は、タグがより多くの情報を格納する必要があるため、タグＴｊのメモリ空間占有の観点から、より有利ではないことを認めるべきである。
【００７６】
暗号ＧＰＳ方式の他の実施では、クーポンは同様に対（ｒｉ，ｘｉ）であり、ｘｉ＝ＨＡＳＨ（ｒｉＰ）である。値ｒｉは乱数であり、Ｐは楕円曲線Ｅ上の点である。例として、関数ＨＡＳＨは「ＳＨＡ１」暗号学的ハッシング関数を表す。
【００７７】
一般に、本発明は、慣例的に「証明者」と呼ばれる第１の実体と、慣例的に「認証者」と呼ばれる第２の実体との間の、認証を含むエンゲージメント、チャレンジ、及び認証応答における交換に基づいて任意の認証プロトコルに拡張する。
【００７８】
本発明の他の実施では、応答ステップＥ３１−５で、タグによって送信される、前記クーポンの関数である値は、クーポンｘｉから特定のビットを抽出することによって得られる。例えば、この値は、クーポンｘｉの１６ビットを選択することによって得られる。他の例では、この値は、前記クーポンの小部分を選択することによって得られ、この小部分は元のクーポンｘｉより小さい。
【００７９】
本発明の他の実施では、応答ステップＥ３１−５で、前記応答メッセージで前記タグによって送信される値は、前記タグによって選択された乱数と、認証クーポンｘｉとを含んでいる。したがって、前記タグは、従来は暗号ＧＰＳのような認証プロトコル中に送信されるような前記認証クーポンと、従来は識別プロトコル中に送信されるような乱数とを、単一のメッセージで送信する。
【００８０】
さらに、本発明は、読み取り装置Ｒによって送信される、クーポンｘｉの下位１６ビットとチャレンジｃとの連結（［ｘｉ］１６｜｜ｃ）（又は、上述した例では、前記チャレンジと前記クーポンの関数である値との連結）を含む認証メッセージＡＵＴＨ−ＡＣＫに限定されない。したがって、本発明の他の実施では、ステップＥ３１−８で前記読み取り装置によって送信される認証ＡＵＴＨ−ＡＣＫは、ステップＥ３１−６中に読み取り装置Ｒから受信した前記認証クーポンと、前記読み取り装置によって選択されたチャレンジｃとの関数である結果として生じる値を含んでいる。したがって、本例では、認証メッセージＡＵＴＨ−ＡＣＫは、関数ｈをクーポンｘｉ及びチャレンジｃに用いることに対応するｈ（ｘｉ，ｃ）と書かれる値を含んでいる。
【００８１】
他の実施では、ステップＥ３１−５中にタグＴｊによって送信される応答メッセージＡＵＴＨ−ＲＥＰの一部は、乱数ｃ’に対応する。この乱数を、前記タグによる前記読み取り装置の認証中に有利に使用することができ、このときこの方法は、前記タグと前記読み取り装置の相互認証を実施する。本例では、読み取り装置Ｒは、認証クーポンｘｉと、チャレンジｃと、前記タグから受信した前記乱数との関数である値を、認証メッセージＡＵＴＨ−ＡＣＫで送信する。送信されるこの値は、ｈ’（ｘｉ，ｃ，ｃ’）と書かれる。
【００８２】
本発明の特定の実施形態での無線読み取り装置Ｒが、図４を参照して以下に説明される。
【００８３】
無線読み取り装置Ｒは、能動装置であり、無線周波数で送信し、その近接内に入る一組のタグ（図４には図示せず）を、これらにこれらが必要とするエネルギを供給することによって活性化する。本発明の読み取り装置Ｒは、上述した本発明の方法のステップによる識別及び認証シーケンス中に前記組（図４には図示せず）の特定のタグＴｊを識別及び認証するために、前記組のタグと対話することに適合する。前記ステップの各々のタグは、これらに固有でｘｉと書かれる認証クーポンを格納する。
【００８４】
読み取り装置Ｒは、複数のモジュール、すなわち、
プロセッサモジュール４０又は中央処理装置（ＣＰＵ）と、
コード命令を実行する、変数を格納する、等に使用される揮発性ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１を含む一組のメモリと、
無線チャンネルを介して送受信するのに適したアンテナ４２と、
前記読み取り装置が前記タグにクエリメッセージを送信しようとする一組の時間スロットを規定する演算モジュールｑを選択する選択モジュール４３とを有する。時間スロットの数は、演算パラメータｑから規定され、２ｑに等しい。選択モジュール４３は、図３を参照して説明した識別及び認証方法のステップＥ３１−１を実施するのに適合する。前記読み取り装置Ｒはさらに、
アンテナ４２に結合され、時間スロット中にクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹ又はＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰを送信するように配置されている第１送信モジュール４４を構成する第１モジュールを有する。したがって、その性質に応じて、クエリメッセージは、前記演算パラメータに基づいて規定された数の時間スロットに対して現在の時間スロットを特定する。ＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹ型の第１メッセージに関しては、時間スロットの数（２ｑ）を送信し、値０によって識別される第１時間スロットに関連付けることが一般的である。ＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰと書かれるその後のクエリメッセージは、現在の時間スロット値を送信する。第１送信モジュール４４は、図３を参照して説明した方法のステップＥ３１−２を実施するのに適合している。第１送信モジュール４４は、前の時間スロット中に前記読み取り装置がゼロ又は複数の応答をタグから受信した後、新たなクエリメッセージＡＵＴＨ−ＱＵＥＲＹＲＥＰを送信するステップ（図３には図示せず）を実施するのにも適合している。前記読み取り装置Ｒはさらに、
アンテナ４２に結合されている場合、現在の時間スロットを選択している前記組の１つ又はそれ以上のタグから応答メッセージを受信するように配置されている第１受信モジュール４５を構成する第２モジュールを有する。タグによって送信される応答メッセージは、前記タグに固有の前記認証クーポンのうちの１つの関数である値を含み、これは前記タグによって選択されたランダム値を構成する。第１受信モジュール４５は、図３を参照して説明した方法のステップＥ３１−６を実施するのに適合している。前記読み取り装置Ｒはさらに、
第１受信手段４５が前記選択された時間スロット中に１つの応答メッセージのみを受信していることを検証するのに適合する検証モジュール４６を有する。応答メッセージの数は、前記クエリメッセージに応答したタグの数を表し、したがって、検証モジュール４６は、どのくらい多くのタグが前記選択された時間スロット中に前記読み取り装置に応答したかを検証する。検証モジュール４６は、図３を参照して説明した検証ステップＥ３１−７を実施するのに適合している。前記読み取り装置Ｒはさらに、
アンテナ４２と結合されている場合、検証モジュール４６の制御の下で承認メッセージを単一のタグに送信するように配置された第２送信モジュール４７を構成する第３モジュールを有し、前記承認メッセージは前記乱数の関数として設定される。したがって、検証モジュール４６が、１つのタグのみが第１送信モジュール４４によって送信された前記クエリメッセージに応答したことを検証している場合のみ、第２送信モジュール４７は活性化される。第２送信モジュール４７は、前記識別及び認証方法のステップＥ３１−８を実施するのに適合している。前記読み取り装置Ｒはさらに、
アンテナ４２と結合されている場合、タグから、特に、応答した唯一のタグから識別メッセージを受信するように配置された第２受信モジュール４８を構成する第４モジュールを有し、前記識別メッセージは、識別情報を含んでいる。前記第２受信モジュールは、第２送信モジュール４７が承認メッセージを送信した後にのみ、前記識別メッセージを受信する。したがって、第２受信モジュール４８は、単一のタグが前記読み取り装置に応答した場合にのみ、識別メッセージを受信する。第２受信モジュール４８は、図３を参照して説明した方法の受信ステップＥ３１−１１を実施するのに適合している。
【００８５】
これらのモジュールは、通信バスを介して通信する。モジュール４３、４４、４５、４６、４７及び４８は、好適には、本発明の識別及び認証方法のステップを実行させるソフトウェア命令を備えるソフトウェアモジュールである。
【００８６】
したがって本発明はさらに、
コンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合、前記読み取り装置によって実行される、タグを識別及び認証する方法のこれらのステップを実施する命令を含むコンピュータプログラムと、
上述したコンピュータプログラムを有する読み取り装置が読み取り可能な記録媒体とを提供する。
【００８７】
前記ソフトウェアモジュールは、データ媒体に格納又はデータ媒体によって送信することができる。前記媒体は、ハードウェア記録媒体、例えば、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、磁気フレキシブルディスク又はハードディスクであってもよく、あるいは、実際には信号のような送信媒体、又は電気通信ネットワークであってもよい。
【００８８】
本発明の変形の実施形態では、読み取り装置Ｒは、現在の認証に関するクーポンを要求及び受信するのに適合した計算実体と通信する通信手段（図示せず）を含んでいる。
【００８９】
詳細には説明しない本発明の特定の実施形態では、前記タグは能動装置である。このとき前記タグは、これらが信号を送信できるようにするこれら自身のバッテリを有している。したがって、前記タグ及び読み取り装置Ｒは、前記タグがこれらのエネルギを前記読み取り装置から受ける受動装置である場合に可能な距離より離れた距離を介して相互作用することができる。
【００９０】
本発明の特定の実施例での無線タグＴは、図５を参照して以下に説明される。タグＴは、上述した方法のステップによる識別及び認証シーケンス中に無線読み取り装置（図５には図示せず）と対話するのに適合している。
【００９１】
ここで説明している特定の例では、タグＴは、問い合わせを受けている間、前記無線読み取り装置からそのエネルギを受ける受動装置である。タグＴは、
前記読み取り装置に送信し、前記読み取り装置から受信するのに適合したアンテナ５０と、
秘密鍵及び公開鍵のＧＰＳ対（ｓ，Ｖ）の一部を形成する秘密鍵ｓと、第１再生鍵ｋと、擬似ランダム関数ＰＲＦと、事前に計算されている場合は前記タグの認証クーポンｘｉとを格納するのに適したメモリのような格納手段５１と、
プログラム可能ではない配線論理回路の論理ゲートを構成するのに適合した複数のトランジスタを有するシリコンチップ５２とを備える。前記論理回路は、
一組の利用可能な時間スロットから時間スロットを選択するように配置された選択手段５３と、
アンテナ５０と結合されている場合、選択手段５３によって選択された時間スロット中に前記読み取り装置からクエリメッセージを受信するように配置された第１受信手段５４を構成する第１手段と、
アンテナ５０と結合されている場合、前記読み取り装置に応答メッセージを送信するように配置された第１送信手段５５を構成し、前記応答メッセージが、前記タグによって選択されるランダム値として、前記認証クーポンのうちの１つの関数である値を含んでいる、第２手段と、
アンテナ５０と結合されている場合、前記読み取り装置から認証メッセージを受信するように配置された第２受信手段５６を構成し、前記認証メッセージが、前記認証クーポンの関数として設定されている、第３手段と、
アンテナ５０と結合されている場合、前記読み取り装置に識別メッセージを送信するように配置された第２送信手段５７を構成し、前記識別メッセージが、識別情報を含んでいる、第４手段とを備えている。前記識別メッセージは、前記タグに固有のデータと前記読み取り装置から受信したチャレンジとから計算された認証応答ｙも含んでいる。
【００９２】
選択手段５３は、図３を参照して説明したステップＥ３１−４を実施するのに適合している。第１受信手段５４は、前記識別及び認証方法のステップＥ３１−３を実施するのに適合している。第１送信手段５５は、図３を参照して説明したステップＥ３１−５を実施するのに適合している。第２受信手段５６は、図３を参照して説明したステップＥ３１−９を実施するのに適合している。第２送信手段５７は、図３を参照して説明した前記識別及び認証方法のステップＥ３１−１０を実施するのに適合している。
【００９３】
本発明は、図４を参照して説明したような読み取り装置Ｒと、図５を参照して説明したような少なくとも１つのタグとを備える識別及び認証システムも提供する。このシステムは、図３を参照して説明した方法のステップを実施するのに適している。
【符号の説明】
【００９４】
４０  プロセッサモジュール
４１  揮発性ランダムアクセスメモリ
４２  アンテナ
４３  選択モジュール
４４  第１送信モジュール
４５  第１受信モジュール
４６  検証モジュール
４７  第２送信モジュール
４８  第２受信モジュール
５０  アンテナ
５１  格納手段
５２  シリコンチップ
５３  選択手段
５４  第１受信手段
５５  第１送信手段
５６  第２受信手段
５７  第２送信手段
Ｅ１０〜Ｅ３１−１２  ステップ
Ｒ  読み取り装置
Ｔ  無線タグ
【図１】
2013518496.tif 000003
【図２】
2013518496.tif 000004
【図３】
2013518496.tif 000005
【図４】
2013518496.tif 000006
【図５】
2013518496.tif 000007
【国際調査報告】
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