(57)【要約】【課題】偽造の応答器を使用しての「成りすまし」を検知することのできる応答器の真偽判定システムを提供する。【解決手段】ランダム波形生成部では、１個のパルス波形となる質問依頼信号Ｑ０（図６（ａ））を基本としてと、６個のパルス波形を有するパルス列となる基本波形を生成し、これらのパルス波形をオン／オフさせることでランダム波形を生成する。このランダム波形となる質問信号ＱをＲＦＩＤに送信し、応答信号Ｒ（例えば、図６（ｃ）〜（ｅ））の返信を受ける。そして、応答信号Ｒの波形と質問信号Ｑのランダム波形との信号波形が一致しない場合（図６（ｄ））には、ＲＦＩＤ１０が偽造であり、ＲＦＩＤ１０の“なりすまし”である、と判定する。【選択図】図６
2008033624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線による質問信号を受けて応答信号を返信する応答器と、
ランダム波形となる質問信号を無作為に生成する質問信号生成手段と、
前記質問信号を応答器に送信し、前記応答器から返信される応答信号を受信する送受信手段と、
前記送受信手段により受信された応答信号と前記ランダム波形とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段と、を具備した
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項２】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記質問信号生成手段により生成される質問信号は、質問依頼信号に基づいて生成され、
前記真偽判定手段は、前記応答信号から補正後応答信号を生成すべく、当該応答信号から前記ランダム波形を除去した信号と前記質問依頼信号とを比較することによって判定する
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項３】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記真偽判定手段は、前記応答信号にランダム波形を有するか否によって判定する
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項４】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記応答器は、前記質問信号を受信して機械振動を発生させる励振部と、
前記励振部から発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生し、発生した弾性表面波を電気信号に変換して応答信号として出力する送信部と、を備える
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項５】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記ランダム波形は、時間に対してランダム化した波形である
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項６】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記ランダム波形は、周波数に対してランダム化した波形である
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項７】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記ランダム波形は、位相に対してランダム化した波形である
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項８】
請求項１記載の応答器の真偽判定システムにおいて、
前記ランダム波形は、波高値に対してランダム化した波形である
ことを特徴とする応答器の真偽判定システム。
【請求項９】
無線による質問信号を受けて応答信号を返信する応答器と、
ランダム波形となる質問信号を無作為に生成する質問信号生成手段と、
前記質問信号を応答器に送信し、前記応答器から返信される応答信号を受信する送受信手段と、
前記送受信手段により受信された応答信号と前記ランダム波形とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段と、
前記真偽判定手段で前記応答器が真であると判定した場合に、前記質問信号および応答信号、または前記応答信号に基づいて前記応答器の識別を行う識別手段と、を備えた
ことを特徴とする応答器の識別システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の応答器の識別システムにおいて、
前記識別手段は、予め前記応答器毎に割り当てられた識別ＩＤと、この識別ＩＤに対応付けた識別信号とを記憶する記憶手段と、
前記質問信号および応答信号、または前記応答信号から検出した被識別信号と、前記記憶手段に記憶された識別信号とを照合することにより、前記応答器の識別ＩＤを特定する識別ＩＤ特定手段と、を具備した
ことを特徴とする応答器の識別システム。
【請求項１１】
応答器に送信されたランダム波形である質問信号が前記応答器から返信されてなる応答信号と前記ランダム波形とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段を備えた
ことを特徴とする質問器。
【請求項１２】
請求項１１記載の質問器において、
前記真偽判定手段で前記応答器が真であると判定した場合に、前記質問信号および応答信号、または前記応答信号に基づいて前記応答信号の識別を行う識別手段を、さらに備えた
ことを特徴とする質問器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ユーザが保持する応答器の真偽を判定する応答器の真偽判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による質問信号を発信する質問器と、この質問信号を受けて応答信号を返信する応答器と、を備え、前記質問器において受信した応答信号を参照することによって応答器を識別する識別システムがある。
この種の識別システムに用いられる応答器としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非特許文献１に記載されたものがある。この応答器は、質問器から送信される質問信号が受信されると圧電基板に弾性表面波が発生し、その弾性表面波が圧電基板上に設けられた反射器に反射して戻ってきて応答信号として質問器に送信されるようになっている。
【０００３】
この応答器を利用した識別システムは、質問器における質問信号の発信から応答信号の受信までの遅延時間と、質問器に予め記憶された応答器毎の遅延時間とを照合し、利用ユーザの特定を行う。つまり、このシステムでは、遅延時間が予め記憶された基準時間に合致した場合には、ユーザが正規の応答器を所有しているユーザと見なす個人認証が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特表平０９−５０８９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１３３４号公報
【特許文献３】特表平０７−５０２６１３号公報
【非特許文献１】Programmable Reflectors for SAW-ID-Tags(1993 ULTRASONICSSYMPOSIUM) p125-130
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、送信する度にランダム波形となる質問信号を応答器に送信し、応答器から返信される応答信号を判定することにより、偽造の応答器を使用しての「なりすまし」を判定することのできる応答器の真偽判定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の応答器の真偽判定システムの構成は、無線による質問信号を受けて応答信号を返信する応答器と、ランダム波形となる質問信号を無作為に生成する質問信号生成手段と、前記質問信号を応答器に送信し、前記応答器から返信される応答信号を受信する送受信手段と、前記送受信手段により受信された応答信号と前記ランダム波形とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記質問信号発生手段により生成される質問信号は、質問依頼信号に基づいて生成され、前記真偽判定手段は、前記応答信号から補正後応答信号を生成すべく、当該応答信号から前記ランダム波形を除去した信号と前記質問依頼信号とを比較することによって判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記真偽判定手段は、前記応答信号にランダム波形を有するか否によって判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記応答器は、前記質問信号を受信して機械振動を発生させる励振部と、前記励振部から発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生し、発生した弾性表面波を電気信号に変換して応答信号として出力する送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ランダム波形は、時間に対してランダム化した波形である事が好ましい。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ランダム波形は、周波数に対してランダム化した波形であることが好ましい。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ランダム波形は、位相に対してランダム化した波形であることが好ましい。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ランダム波形は、波高値に対してランダム化した波形であることが好ましい。
【００１４】
上記目的を達成するために請求項９に記載の応答器の識別システムの構成は、無線による質問信号を受けて応答信号を返信する応答器と、ランダム波形となる質問信号を無作為に生成する質問信号生成手段と、前記質問信号を応答器に送信し、前記応答器から返信される応答信号を受信する送受信手段と、前記送受信手段により受信された応答信号と前記ランダム信号とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段と、前記真偽判定手段で前記応答器が真であると判定した場合に、前記質問信号および応答信号、または前記応答信号に基づいて前記応答器の識別を行う識別手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記識別手段は、予め前記応答器毎に割り当てられた識別ＩＤと、この識別ＩＤに対応付けた識別信号とを記憶する記憶手段と、前記質問信号および応答信号、または前記応答信号から検出した被識別信号と、前記記憶手段に記憶された識別信号とを照合することにより、前記応答器の識別ＩＤを特定する識別ＩＤ特定手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１１に記載の質問器は、応答器に送信されたランダム信号である質問信号が前記応答器から返信されてなる応答信号と前記ランダム信号とに基づいて前記応答器の真偽を判定する真偽判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記真偽判定手段で前記応答器が真であると判定した場合に、前記質問信号および応答信号、または前記応答信号に基づいて前記応答信号の識別を行う識別手段を、さらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、ランダム波形となる質問信号を応答器に送信することにより、応答器が正規のものであれば、応答信号にもランダム波形が含まれ、偽造の応答器であれば、応答信号にはランダム波形が含まれない。そこで、応答信号を分析することにより、応答器の真偽判定を可能にして偽造の応答器を抽出でき、偽造の応答器を使用しての「なりすまし」を抑制することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、真偽判定手段をシンプルな構成で実現できる。
請求項３記載の発明によれば、応答器の真偽を簡易に判定できる。
請求項４記載の発明によれば、応答器をパッシブな応答器として実現することができる。
請求項５記載の発明によれば、応答器の真偽の判定をシンプルかつ低コストで実現することができる。
請求項６記載の発明によれば、ノイズに強いという効果が得られる。
請求項７記載の発明によれば、ノイズに強いという効果が得られる。
請求項８記載の発明によれば、応答器の真偽の判定をシンプルかつ低コストで実現することができる。
【００２０】
請求項９記載の発明によれば、応答器の識別を行うために、他のアプリケーションに対する応用の拡張性が持てる。
請求項１０記載の発明によれば、応答器の識別ＩＤを特定するために、他のアプリケーションに対する応用のさらなる拡張性が持てる。
【００２１】
請求項１１記載の発明によれば、応答信号を分析することにより、応答器の真偽判定を可能にして偽造の応答器を抽出でき、偽造の応答器を使用しての「なりすまし」を抑制することができる。
請求項１２記載の発明によれば、応答器の識別を行うために、他のアプリケーションに対する応用の拡張性が持てる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
１．第１実施形態
以下、本発明に係る第１実施形態について説明する。
１−１  構成
図１は本実施形態に係る認証システムを示す全体構成図である。
認証システム０は、ＳＡＷ（弾性表面波；surface acoustic wave）を用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）１０と、このＲＦＩＤ１０との間で無線による信号の授受を行う質問器２０と、を具備する。
本実施形態では、ユーザが決済処理等を行うに際し、ユーザが所持するＲＦＩＤ１０が真のＲＦＩＤであるか否かの真偽処理と、ＲＦＩＤ１０の認証処理を行う処理とを実行する場合を例示する。
【００２３】
１−１−１  ＲＦＩＤの構成
ここで、ＲＦＩＤ１０について、図２を参照しつつ説明する。
図２は、第１実施形態に係るＲＦＩＤ１０の構成を示す図である。このＲＦＩＤ１０は、基台となるＳｉを材料とする基板１１と、該基板１１上に酸化膜１１Ａを介して形成され、表面弾性波が伝播する誘電体薄膜１２と、誘電体薄膜１２上に形成され、電気信号から弾性表面波または弾性表面波から電気信号に変換する変換部としての一対の櫛型電極（ＩＤＴ：Inter-digital Transducer）１３Ａ，１３Ｂと、この一対の櫛型電極１３Ａ，１３Ｂの一方にインピーダンスマッチング部１５Ａ，１５Ｂを介して接続され、外部の送・受信機との間で電波信号の授受を行う送受信部としてのアンテナ１４Ａ，１４Ｂと、一対の櫛型電極１３Ａ，１３Ｂの他方に接続されたグランド１６Ａ，１６Ｂと、基板１１の裏面に形成され、グランド１６Ａ，１６Ｂにスルーホール（図示しない）を介して接続されたグランド電極１７と、を具備している。
【００２４】
なお、櫛型電極１３Ａ，１３Ｂ、アンテナ１４Ａ，１４Ｂ、インピーダンスマッチング部１５Ａ，１５Ｂおよびグランド１６Ａ，１６Ｂは、導電パターンにより一体的に形成される。この導電パターンの材料としては、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｗ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ等の金属、またはＴｉ−Ａｌ，Ａｌ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｎ，Ｎｉ−Ｃｒ等の合金を、単層もしくは２層以上の多層構造に積層することが好ましく、特に金属としてはＡｕ，Ｔｉ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕが好ましい。また、この金属層の膜厚は、１ｎｍ以上１０μｍ未満とすることが好ましい。
【００２５】
また、この誘電体薄膜１２は、櫛型電極１３における電気機械結合係数／圧電係数、或いはアンテナ１４の誘電損失等の観点から、エピタキシャルまたは単一配向性を有することが好ましい。また、誘電体薄膜１２上にＧａＡＳ等のIII−V族半導体或いはダイヤモンド等の炭素を含有する薄膜を形成してもよい。これにより、弾性表面波の表面速度、結合係数、圧電定数等が向上できる。
【００２６】
次に、ＲＦＩＤ１０の基本的な動作について説明する。なお、図２（ａ）に示すＲＦＩＤ１０の平面図において、便宜上、信号が図面向かって左側から右側に移動するものとするが、実際には信号の流れには方向性がある訳ではない。
つまり、櫛型電極１３Ａから発生した弾性表面波は櫛型電極１３Ｂでピックアップされるだけでなく、反射されて櫛型電極１３Ａに戻り、その都度減衰しながら反射を繰り返すようになる。さらに、この弾性表面波は他方の櫛型電極１３Ｂからも同様に発生しているため、同様の動作を繰り返すことになる。
しかも、弾性表面波は、櫛型電極１３Ａの回りに広がるように発生するため、基板１１の端部においても若干の反射があるものの、他方の櫛型電極１３Ｂの反射に比べれば微々たる反射であるため、実際には無視できる程度となる。
【００２７】
このＲＦＩＤ１０は、質問器２０との間で無線による信号の授受を行う。質問器２０から送信される約３００ＭＨｚの質問信号Ｑは、アンテナ１４Ａで受信され、この信号により櫛型電極１３Ａが誘電体薄膜１２を励振して機械振動を発生させる。この機械振動は、誘電体薄膜１２表面に弾性表面波を発生させる。この弾性表面波は、櫛型電極１３Ａから櫛型電極１３Ｂに向けて移動し、櫛型電極１３Ｂに到達した弾性表面波は、櫛型電極１３Ｂで電気信号に変換され、応答信号Ｒとしてアンテナ１４Ｂを経由して送信される。
【００２８】
ここで、ＲＦＩＤ１０では、櫛型電極１３Ａから１３Ｂまでの距離ｄに応じて弾性表面波の伝搬時間が異なるため、この距離ｄをＲＦＩＤ１０毎に異ならせることによって異なった伝搬時間が設定される。
【００２９】
しかも、質問器からＲＦＩＤ１０のアンテナ１４までの無線信号の伝搬時間Ｔ１と、櫛型電極１３Ａから１３Ｂまでの弾性表面波の伝搬時間Ｔ２とすると、伝搬時間の関係はＴ１≪Ｔ２となる。このため、質問器２０で質問信号Ｑの送信から応答信号Ｒの受信までの計測時間ＴはＴ１＋Ｔ２となるものの、上記の関係から実施的にはＴ＝Ｔ２と見なされる。このため、質問器２０において計測される時間Ｔは、ＲＦＩＤ１０の伝搬時間Ｔ２となる。
また、質問器２０側では、予めＲＦＩＤ１０毎に決められた伝搬時間Ｔ２をＩＤ信号としてＩＤ番号に対応付けて記憶しておく。そして、質問器２０において、質問信号Ｑの発信から応答信号Ｒの受信までの計測時間Ｔを計測して被ＩＤ信号とし、この被ＩＤ信号と前記ＩＤ信号とを照合する。これにより、前記被ＩＤ信号と同様のＩＤ信号を抽出し、このＩＤ信号のＩＤ番号を、測定されたＲＦＩＤ１０のＩＤ番号として特定する。
【００３０】
さらに、図３は、ある応答器１０に対して送信した質問信号Ｑおよび受信した応答信号Ｒを示した実際の波形図である。１個目の質問信号Ｑａに対して応答信号Ｒａが、２個目の質問信号Ｑｂに対して応答信号Ｒｂが、３目の質問信号Ｑｃに対して応答信号Ｒｃがそれぞれ得られる。この際、質問信号Ｑａから応答信号Ｒａまでの時間Ｔａ、質問信号Ｑｂから応答信号Ｒｂまでの時間Ｔｂ、質問信号Ｑｃから応答信号Ｒｃまでの時間Ｔｃは、それぞれ同じ応答器１０に対するＩＤ信号であるため、同じ遅延時間となる。
【００３１】
１−１−２  質問器の構成
質問器２０は、図１に示すように、制御部２１、記憶部２２、ランダム波形生成部２３、送受信部２４、受付部２５および表示部２６を具備している。
【００３２】
ここで、制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１Ｃ等を具備して構成されている。ＲＯＭ２１Ｂには、ＲＦＩＤ１０との間で無線による信号の送受信を行うためのプログラム、ＲＦＩＤ１０の真偽判定プログラム、ＲＦＩＤ１０の認証プログラムさらにタイマ機構、さらにパラメータ（ＲＦＩＤ１０における信号の減衰率α等）等が格納されている。ＲＡＭ２１Ｃは、前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。
記憶部２２には、図４に示すように、ＩＤ番号に対応したＩＤ信号（伝搬時間Ｔ２）の特徴テーブル２２Ａが記憶されている。この特徴テーブル２２Ａは、前述した如く、ＲＦＩＤ１０毎に決められた伝搬時間Ｔ２をＩＤ信号としてＩＤ番号に対応付けて予め記憶したものである。
【００３３】
ランダム波形生成部２３は、制御部２１からの指令信号を受けてランダム波形となる質問信号Ｑを生成するもので、詳細については後述する。
送受信部２４は、電気信号を無線信号に変換するアンテナおよび変換器（いずれも図示せず）を備えている。そして、この送受信部２４は、ランダム波形生成部２３で生成された質問信号Ｑを無線信号に変換してＲＦＩＤ１０に送信すると共に、ＲＦＩＤ１０から返信される応答信号Ｒを受信して電気信号に変換する。制御部２１では、質問信号Ｑの送信から応答信号Ｒの受信までの時間Ｔをタイマ機構によって測定するようになっている。
【００３４】
受付部２５はテンキー等のキーボードによって構成され、ユーザから入力されるＩＤ番号を受け付けることによって、後述する識別処理を開始する。表示部２６は、ＲＦＩＤ１０の真偽結果および認証結果を表示するモニターである。
【００３５】
１−２  動作
１−２−１  認証動作
次に、本実施形態による認証システム０の動作について説明する。
図５は認証システム０の動作を示す流れ図である。
まず、制御部２１は、ユーザが入力するＩＤ番号を受付部２５で受け付けるのを待機する（ステップＳ１）。制御部２１は、ユーザが予め決めてあるＩＤ番号が受け付けられると（ステップＳ１；ＹＥＳ）、次の処理に移行する。制御部２１は、受け付けられたＩＤ番号をＲＡＭ２１Ｃに一時的に記憶する（ステップＳ２）。この際、記憶部２２に記憶された特徴テーブル２２Ａ内にＩＤ番号が有るか否かを照合し、ない場合には、表示部２６にＩＤ番号の入力間違いを指摘するコメントを表示させてもよい。
【００３６】
次に、制御部２１はランダム波形生成部２３に対してランダム波形の発生を依頼する。ランダム波形生成部２３では、ランダム波形となる質問信号Ｑを生成する（ステップＳ３）。さらに、制御部２１は、送受信部２４でこの質問信号Ｑを無線に変換してＲＦＩＤ１０に送信し（ステップＳ４）、タイマをスタートさせる（ステップＳ５）。
【００３７】
ＲＦＩＤ１０では送信された質問信号Ｑを受けて、前述した動作を行って、個々のＲＦＩＤ１０に応じた応答信号Ｒを返信する。
制御部２１は、送受信部２４で応答信号Ｒが受信すると（ステップＳ６）、タイマをストップして、質問信号Ｑの送信から応答信号Ｒの受信までの時間を計測し、この時間を被ＩＤ信号としてＲＡＭ２１Ｃに記憶する（ステップＳ７）。
【００３８】
制御部２１は、ＲＦＩＤの真偽判定処理（ステップＳ８）を行い、ＲＦＩＤ１０が真と判定された場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）には、ステップＳ１１移行の処理に移り、偽と判定された場合（ステップＳ９；ＮＯ）には、ＲＦＩＤ１０が偽造であることを表示部２６に表示してこの処理を終了する。この場合には、これ以降の一切の処理を禁止する。
【００３９】
一方、ＲＦＩＤ１０が真であった場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）には、制御部２１は、特徴テーブル２２Ａを参照してＲＡＭ２１Ｃに記憶されたＩＤ番号からＩＤ信号を読み出す（ステップＳ１１）。その後、制御部２１は、読み出したＩＤ信号と被ＩＤ信号とを比較する（ステップＳ１２）。
制御部２１は、ＩＤ信号と被ＩＤ信号とが一致した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）には、“認証ＯＫ”を表示部２６に表示して、この処理を終了して次の処理、例えば決済処理等に移行する。一方、制御部２１は、ＩＤ信号と被ＩＤ信号とが不一致の場合（ステップＳ１３；ＮＯ）には、“認証ＮＧ”を表示部２６に表示して、この処理を終了する。この場合には、これ以降の一切の処理を禁止する。
【００４０】
１−２−２  真偽判定動作
まず、この判定動作を説明する前に、図５のステップＳ３における質問信号Ｑの生成、つまりランダム波形生成部２３におけるランダム波形の生成について説明する。ランダム波形生成部２３の回路構成は、論理回路の組み合わせによって実現できるため、回路構成の詳細については省略する。
本実施形態におけるランダム波形生成部２３では、一例として制御部２１からの指令信号を受けて同じパルス幅となる６個の基準パルス波形を生成し、これらのパルス波形をオン／オフさせることによって、ランダム波形となる質問信号Ｑを生成するものとする。本実施形態では、６個のパルス波形によってランダム波形を生成するもとしているが、ランダム波形を生成するための基準パルス波形は、６個に限るものではない。
【００４１】
ここで、“応答器の真偽とは”について簡単に説明する。真の応答器とは、本来応答が期待されている応答器を意味する。これに対し、偽の応答器とは、真の応答器のＩＤをスキミングなどの何らかの手段によって取得し、真の応答器に“なりすまし”して質問器からの質問に対してそのＩＤに対応した応答信号を発する応答器を意味する。例えば、偽の応答器がアクティブであった場合、質問信号を単なるトリガーとして、自らが真の応答器のＩＤを偽造して応答信号を発信する、という動作を行う可能性が考えられる。この場合、本願発明を用いればそのような虞れがなくなる。
【００４２】
また、図５中のステップＳ８におけるＲＦＩＤの真偽判定処理については、（１）応答信号Ｒに質問信号Ｑのランダム波形の波形傾向があるか否か、（２）応答信号Ｒからランダム波形の要素を削除した波形が、質問依頼信号Ｑ０の波形傾向を備えているか否か、の２つの方法がある。
【００４３】
（１）応答信号Ｒに質問信号Ｑのランダム波形の波形傾向があるか否か。
図６は、ランダム波形生成部２３で生成する質問信号Ｑの生成工程および送受信部２４で受信される応答信号Ｒを示した波形図である。
例えば、ランダム波形生成部２３は、１個のパルス波形となる質問依頼信号Ｑ０（図６（ａ））を基本としてと、６個のパルス波形を有するパルス列となる基本波形を生成し、これらのパルス波形をオン／オフさせることでランダム波形を生成する。図６（ｂ）は、４個目のパルス波形をオフにして生成した例を示している。
【００４４】
ここで、図５におけるステップＳ８のＲＦＩＤの真偽判定処理の一例について説明する。
制御部２１は、この質問信号Ｑを送信する際に、この質問信号ＱをＲＡＭ２１Ｃに記憶する。一方、上記のようにして生成されたランダム波形となる質問信号Ｑを受けてＲＦＩＤ１０から返信された応答信号ＲもＲＡＭ２１Ｃに記憶する。そして、質問信号Ｑと応答信号Ｒとを照合して真偽判定を行う。
ここでは、応答信号Ｒに質問信号Ｑのランダム波形の波形傾向があるか否か、を判定するため、応答信号Ｒの波形幅が質問信号Ｑの波形幅に一致するか否か、質問信号Ｑの個々のパルス波形に対応したパルス波形が応答信号Ｒに存在するか否かの判定を行う。
【００４５】
受信した応答信号Ｒが図６（ｃ）の場合には、制御部２１は、質問信号Ｑのランダム波形の幅Ｗつまりパルス列の幅と応答信号Ｒのパルス列の幅ｗとが一致し、且つ質問信号Ｑの個々のパルス波形に対応したパルス波形が応答信号Ｒに存在するから、この応答信号Ｒには、質問信号Ｑのランダム波形の波形傾向が存在することになる。そして、この応答信号Ｒを返信したＲＦＩＤ１０は、真のＲＦＩＤであると判定することができる。
【００４６】
一方、制御部２１は、図６（ｄ）に示すような応答信号Ｒ１を受信した場合、同様の比較を行う。この場合、図に明らかなように、応答信号Ｒ１の波形の幅は質問信号Ｑのパルス列の幅とが一致するものの、質問信号Ｑの個々のパルス波形に対応したパルス波形が応答信号Ｒ１には存在しない。このため、制御部２１では、この応答信号Ｒ１を返信したＲＦＩＤ１０は偽造されたものと判定する。
【００４７】
さらに、制御部２１は、図６（ｅ）に示すような応答信号Ｒ２を受信した場合には、この応答信号Ｒ２の波形の幅は質問信号Ｑのパルス列の幅とが一致するものの、質問信号Ｑの４個目のパルス波形に対応したパルス波形が応答信号Ｒ２には存在する。このため、制御部２１は、この応答信号Ｒ１を返信したＲＦＩＤ１０は偽造されたものと判定する。
【００４８】
質問信号Ｑの個々のパルス波形に対応したパルス波形が応答信号Ｒに存在するか否かの判定は、質問信号Ｑのパルス波形がオフとなっている部分のみを比較しても、予めＲＡＭ２１Ｂに記憶された減衰率αから応答信号Ｒの波高値を算出し、パルス波形がオンとなる際の波高値を比較しても、さらにはオン／オフ時の両方を比較して判定するようにしてもよい。
【００４９】
（２）応答信号Ｒからランダム波形の要素を削除した波形が、質問依頼信号Ｑ０の波形傾向を備えているか否か。
図７は、ランダム波形生成部２３で生成する質問信号Ｑの生成工程および送受信部２４で受信される応答信号Ｒを示した波形図である。
例えば、ランダム波形生成部２３は、１個のパルス波形となる質問依頼信号Ｑ０（図７（ａ））を基本としてと、６個のパルス波形を有するパルス列となる基本波形を生成し、これらのパルス波形をオン／オフさせることでランダム波形を生成する。図７（ｃ）は、４個目のパルス波形をオフにして生成した例を示している。この場合、質問依頼信号Ｑ０から間引き信号Ｔ（図７（ｂ））を減算することで、質問信号Ｑ（図７（ｃ））を得る。つまり、間引き信号Ｔは質問依頼信号Ｑ０を暗号にするための信号となる。
【００５０】
ここで、図５におけるステップＳ８のＲＦＩＤの真偽判定処理の他の例について説明する。
制御部２１は、この質問信号Ｑを送信する際に、この質問依頼信号Ｑ０および間引き信号ＴをＲＡＭ２１Ｃに記憶する。一方、上記のようにして生成されたランダム波形となる質問信号Ｑを受けてＲＦＩＤ１０から返信された応答信号Ｒ（図７（ｄ））もＲＡＭ２１Ｃに記憶する。
そして、制御部２１は、応答信号Ｒから暗号にした部分を除去する複合化処理を行い、補正後応答信号Ｒ０と質問依頼信号Ｑ０とを比較して真偽判定を行う。
具体的には、制御部２１は、ＲＡＭ２１Ｃに記憶された間引き信号Ｔに減衰率αを乗じた補正信号Ｍ（図７（ｅ））を生成し、この補正信号Ｍを応答信号Ｒに加算して、補正後応答信号Ｒ０を生成する。
【００５１】
制御部２１は、ＲＡＭ２１Ｃに記憶された質問依頼信号Ｑ０と補正後応答信号Ｒ０とを比較し、波形傾向が一致するか否かを判定する。この判定は、質問依頼信号Ｑ０の波形幅Ｗ´が補正後応答信号Ｒ０の波形幅ｗ´に一致するか否か、質問依頼信号Ｑ０の波形変化が補正後応答信号Ｒ０の波形変化に相似するか否かで行う。
【００５２】
つまり、図７（ｆ）に示すような補正後応答信号Ｒ０が得られた場合には、この補正後応答信号Ｒ０が質問依頼信号Ｑ０を減衰率αで乗じた波形に一致するから、補正後応答信号Ｒ０の元になる応答信号Ｒを返信したＲＦＩＤ１０は、真のＲＦＩＤであると判定することができる。
【００５３】
一方、制御部２１は、図６（ｄ）に示すような応答信号Ｒ１や、図６（ｅ）に示すような応答信号Ｒ２を受信した場合には、上記のように補正信号Ｔを加算して補正後応答信号Ｒ０を生成すると、質問依頼信号Ｑ０とは異なる波形になっていることが分かり、この応答信号Ｒ１，Ｒ２を返信したＲＦＩＤ１０は偽造されたものと判定される。
【００５４】
上述した如く、ＲＦＩＤ１０は、質問信号Ｑを受信して電気信号→機械信号→電気信号→無線信号という変換を行っている。このため、ＲＦＩＤ１０で反射する応答波形Ｒは、質問信号Ｑの信号に対して時間的な遅れが発生するものの、基本的には質問信号Ｑの波形が大きく崩れることはない。そこに着目し、質問信号Ｑを、送信される毎に異なるランダム波形とすることで、質問信号Ｑを受けるＲＦＩＤ１０に対するワンショットパスワードとすることができる。
【００５５】
この結果、このＲＦＩＤ１０では、遅延時間で個人認証を行っているため、遅延時間を盗んだ他人が、質問信号Ｑに対してこの遅延時間後に疑似応答信号を発生させる疑似応答信号発生器を所有した場合には、この疑似応答信号が質問器２０の送受信部２４に受信されることになる。しかし、制御部２１では、前述した如くに、応答信号Ｒに対して、（１）応答信号Ｒに質問信号Ｑのランダム波形の波形傾向があるか否か、（２）応答信号Ｒからランダム波形の要素を削除した波形が、質問依頼信号Ｑ０の波形傾向を備えているか否か、のいずれかの判定処理によってＲＦＩＤの真偽判定を行っている。
これにより、応答信号Ｒの波形と質問信号Ｑのランダム波形との信号波形が一致しない場合には、ＲＦＩＤ１０が偽造であり、ＲＦＩＤ１０の“なりすまし”である、と判定することができる。
【００５６】
さらに、ＲＦＩＤの安全精度を高めるために、個々の暗証番号等を記憶したＩＣチップをＲＦＩＤに備えたカードがあった。この場合には、当然ＩＣチップをＲＦＩＤと併せて備えた分コストアップとなる。これに対し、第１実施形態による認証システム０では、質問信号Ｑをランダム波形とすることで暗号とし、受信した応答信号Ｒを複合化することにより、ＲＦＩＤ１０の偽造判定を、コストアップすることなく判定することができ、安全精度を高めることができる。
【００５７】
１−３  第１実施形態の変形例
以下、第１実施形態の変形例について述べる。
１−３−１  第１実施形態では、図５に示す処理を開始するに際し、ユーザが受付部２５のキーを操作してＩＤ番号を入力する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、定期的に質問器２０から質問信号Ｑを送信するようにしてもよい。この場合、ユーザが質問器２０にＲＦＩＤ１０を近づけることによって、処理動作が自動的に開始される。
【００５８】
１−３−２  認証処理においては、予めＩＤ番号を読み取り、特徴テーブル２２ＡからこのＩＤ番号に対応したＩＤ信号を読み出し、測定された被ＩＤ信号とこのＩＤ信号とを比較することによって認証を行っていた。しかし、本発明はこれに限らず、ＩＤ番号は記憶せずに、被ＩＤ信号から特徴テーブル２２Ａの各ＩＤ信号を検索して、一致するＩＤ信号を抽出してこのＩＤ信号からＩＤ番号を特定するようにしてもよい。そして、このＩＤ番号は、認証されたＩＤ番号となる。
【００５９】
２．第２実施形態
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、ＲＦＩＤを備えた携帯電話による認証システムとして構成した点にある。なお、本実施形態では、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
２−１  構成
図８は本実施形態に係る認証システムを示す全体構成図である。
認証システム０´は、ＲＦＩＤ１０を備えた携帯電話３０と、このＲＦＩＤ１０との間、および携帯電話３０との間で無線による信号の授受を行う質問器４０と、この質問器４０にネットワーク５０を介して接続された管理サーバ６０と、を具備する。
【００６１】
質問器４０は、図９に示すように、制御部２１、ランダム波形生成部２３、送受信部２４、表示部２６および入出力部４１、ネットワーク通信部４２を具備する。
ここで、入出力部４１は、携帯電話３０との間でブルートゥース（Bluetooth：登録商標）や赤外線通信等の短距離無線通信を行い、携帯電話３０を所有するユーザが個人認証処理を行う必要のある際には、認証依頼信号を入出力部４１を介して制御部２１に送信する。制御部２１は、この認証依頼信号を受けて指令信号をランダム波形生成部２３に送信し、ランダム波形生成部２３では、第１実施形態で述べたように、ランダム波形となる質問信号Ｑを生成する。
ネットワーク通信部４２は、ネットワーク５０に質問器４０を接続するためのインタフェースである。
【００６２】
管理サーバ６０は、そのデータベースにＩＤ番号に対応したＩＤ信号を特徴テーブルとして記憶する。本実施形態の場合、ＩＤ番号を携帯番号として記憶する。また、管理サーバ６０では、前記特徴テーブルに基づいて、質問器４０から送信されるＩＤ番号と被ＩＤ信号（伝搬時間Ｔ２に応じた信号）からＲＦＩＤ１０の認証処理を行う。
【００６３】
２−２  動作
次に、第２実施形態によるＲＦＩＤ１０の認証処理について説明する。
図１０は、認証処理のシーケンスチャートを示す図である。
まず、制御部２１は、ユーザが携帯電話３０を使って認証依頼信号とＩＤ番号が入力されるのを待機する（ステップＳ２１）。制御部２１は、ユーザが携帯電話３０から認証の問い合わせを指示する信号が送信されると、この信号と共に携帯電話の番号がＩＤ番号として入出力部４１を介して受け付けられる（ステップＳ２１；ＹＥＳ）。制御部２１は、入力されたＩＤ番号（電話番号）をＲＡＭ２１Ｃに一時的に記憶する（ステップＳ２２）。
【００６４】
次に、制御部２１はランダム波形生成部２３にてランダム波形となる質問信号Ｑを生成させ（ステップＳ２３）。さらに、制御部２１は、送受信部２４でこの質問信号Ｑを無線に変換してＲＦＩＤ１０に送信し、タイマをスタートさせる（ステップＳ２４）。
【００６５】
ＲＦＩＤ１０では送信された質問信号Ｑを受けて（ステップＳ２５）、前述した動作を行って、個々のＲＦＩＤ１０に応じた応答信号Ｒを返信する（ステップＳ２６）。
制御部２１は、送受信部２４で応答信号Ｒが受信すると、タイマをストップして、質問信号Ｑの送信から応答信号Ｒの受信までの時間を計測し、この時間を被ＩＤ信号としてＲＡＭ２１Ｃに記憶する（ステップＳ２６）。
【００６６】
制御部２１は、前述した第１実施形態と同様のＲＦＩＤの真偽判定処理（ステップＳ２８）を行い、ＲＦＩＤ１０が真と判定された場合（ステップＳ２９；ＹＥＳ）には、ステップＳ１０移行の処理に移り、偽と判定された場合（ステップＳ２９；ＮＯ）には、ＲＦＩＤ１０が偽造であることを表示部２６に表示してこの処理を終了する。この場合には、これ以降の一切の処理を禁止する。
【００６７】
一方、ＲＦＩＤ１０が真であった場合（ステップＳ２９；ＹＥＳ）には、制御部２１は、管理サーバ６０にて認証処理を行うべく、ＲＡＭ２１Ｃに記憶したＩＤ番号および被ＩＤ信号を読み出し、ネットワーク通信部４２、ネットワーク５０を経由して管理サーバ６０に送信する（ステップＳ３０）。
管理サーバ６０では、特徴テーブルに記憶されたＩＤ番号からＩＤ信号を読み出し（ステップＳ３１）、読み出したＩＤ信号と被ＩＤ信号とを比較する（ステップＳ３２）。
制御部２１は、ＩＤ信号と被ＩＤ信号とが一致した場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）には、“認証ＯＫ”を示す信号をネットワーク６０を介して質問器４０に送信し、質問器４０では、“認証ＯＫ”を示す信号を受けて、例えば決済処理等のＩＤ番号を使用した処理を開始する。
一方、管理サーバ６０では、ＩＤ信号と被ＩＤ信号とが不一致の場合（ステップＳ３２；ＮＯ）には、この処理を終了する。この場合、“認証ＮＧ”を示す信号を質問器４０に送信し、これ以降の一切の処理を禁止することを表示部２６に表示させてもよい。
【００６８】
このように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、ＲＦＩＤ１０の“なりすまし”を抑制することができると共に、認証処理を管理サーバ６０で行うようにしたため、限られた記憶容量となる質問器に特徴テーブルを持たせる必要がなく、多数のＲＦＩＤに対する情報を記憶することが可能となる。さらに、ＲＦＩＤ１０を携帯電話３０に備えることにより、携帯電話３０から管理サーバ６０への直接の通信も可能になり、利用範囲をＲＦＩＤのみの場合に比べて拡張することが可能となる。
【００６９】
２−３  第２実施形態の変形例
以下、第２実施形態の変形例について述べる。
２−３−１  第２実施形態では、認証処理のみを管理サーバ６０に備えるようにしたが、質問器４０には制御部２１、送受信部２４、表示部２６、入出力部４１およびネットワーク接続部４２を持たせ、ランダム波形生成部２３を管理サーバ６０に備えるようにしてもよい。
【００７０】
２−３−２  第２実施形態では、携帯電話３０から認証依頼を要求する場合、携帯電話３０からブルートゥース（Bluetooth：登録商標）や赤外線通信等の短距離無線通信で要求する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、携帯電話３０から管理サーバ６０に認証の要求を直接行うようにしてもよい。
この場合、図１１に示すように、携帯電話３０と管理サーバ６０とを移動通信網５１で接続し、携帯電話３０から基地局５２、移動通信網５１を介して管理サーバ６０にＩＤ番号および質問器４０の固有番号を直接送信する。この固有番号とは、質問器４０毎に決められたユニークな番号であり、ユーザに見えるように、質問器４０の筐体に固有番号を記載したラベルを貼り付けておく。この固有番号を管理サーバ６０に送信すれば、管理サーバ６０では、ユーザがどの質問器４０との間で認証処理を行おうとしているかが分かる仕組みになっている。
これにより、質問器４０では、図１０のステップＳ３０で送信する信号は算出された被ＩＤ信号のみを管理サーバ６０に送信するだけで、ＲＦＩＤ１０の真偽処理および認証処理を管理サーバ６０で行わせることができ、質問器４０内で処理する場合に比べ、質問器４０における負荷動作を軽減することができる。
【００７１】
２−３−３  第２実施形態では、ＲＦＩＤ１０を携帯電話３０に備えた場合を例示するが、携帯電話に限らず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やノートパソコン等、通信機能を備えたものであればよい。
【００７２】
３．変形例
本発明は、前述した各実施形態に限らず、種々の態様が可能である。
３−１  前記各実施形態では、ランダム波形を６個のパルスをオン／オフすることによって生成したが、本発明はこれに限らず、ランダム波形は、時間に対してランダム化した波形、周波数に対してランダム化した波形、位相に対してランダム化した波形、波高値に対してランダム化した波形であってもよく、要は質問信号Ｑを送信する度に決まるランダム波形を送信するようにすればよい。
また、真偽判定においても、ランダム波形の幅を質問信号Ｑと応答信号Ｒとで比較することによって、判定するようにしてもよい。
【００７３】
３−２  前記各実施形態に用いられるＲＦＩＤ１０は、一対の櫛型電極を形成したものを例示したが、本発明は複数対の櫛型電極を形成したものであってもよい。
図１２は、４対の櫛型電極を形成したＲＦＩＤ１００を例示した平面図である。
このＲＦＩＤ１００は、矩形状のガラス基板１０１と、弾性表面波が伝搬するために、前記ガラス基板１０１の中央部に形成された誘電体基板１０４と、前記ガラス基板１０１の２本の長尺辺側のこの誘電体基板１０４を外した表面に長尺辺方向に伸長するように形成されたアンテナ１０２Ａ，１０２Ｂと、このアンテナ１０２Ａ，１０２Ｂから誘電体基板１０４に向けて延びるインピーダンスマッチング部１０３Ａ，１０３と、前記誘電体基板１０４上に形成され、それぞれ共振条件（離間距離）を異ならせる４対の櫛型電極１０５Ａ，１０５Ｂ、１０６Ａ，１０６Ｂ，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０８Ａ，と１０８Ｂと、４対の櫛型電極の一端がそれぞれ接続された部位とインピーダンスマッチング部１０３Ａ，１０３とを接続するワイヤボンディング１０９Ａ，１０９Ｂと、を具備している。
このように構成されるＲＦＩＤ１００であっても、前記各実施形態に記載した質問器２０（４０）からのランダム波形となる質問信号Ｑを受信することで、この質問信号Ｑに対する応答信号Ｒを返信する。このＲＦＩＤ１００の場合には質問信号Ｑに対して４個の応答信号Ｒが返信されることになる。そして、各応答信号毎に上記の真偽判定処理を行えばよい。この場合、各応答信号に対して判定処理を行うため、偽造のＲＦＩＤによる“なりすまし”の判定精度も向上する。
【００７４】
３−３  前記各実施形態では、ＲＦＩＤ１０を認証に用いる場合ついて例示したが、ＲＦＩＤ１０は、誘電体の材質や構造を変更することにより、ＩＤ番号を備えた温度、湿度、圧力、光量等の物理量を測定するワイヤレスセンサとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１実施形態による認証システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に用いられるＲＦＩＤを示す図である。
【図３】ＲＦＩＤに送信した質問信号、ＲＦＩＤから返信された応答信号の実際の波形を示す図である。
【図４】記憶部に記憶される特徴テーブルを例示した図である。
【図５】第１実施形態による認証処理を示すフローチャートである。
【図６】一のＲＦＩＤの真偽判定処理を説明するための波形図である。
【図７】他のＲＦＩＤの真偽判定処理を説明するための波形図である。
【図８】第２実施形態による認証システムを示す全体構成図である。
【図９】第２実施形態による認証システムを示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態による認証処理を示すシーケンスチャートである。
【図１１】第２実施形態の変形例による認証システムを示す全体構成図である。
【図１２】変形例によるＲＦＩＤを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
０・・・認証システム、１０，１００・・・ＲＦＩＤ（応答器）、２０，４０・・・質問器、２１・・・制御部、２２・・・記憶部、２３・・・ランダム波形生成部、２４・・・送受信部、２５・・・受付部、２６・・・表示部、３０・・・携帯電話、４１・・・入出力部、４２・・・ネットワーク通信部、５０・・・ネットワーク、５１・・・移動通信網、５２・・・基地局、６０・・・管理サーバ。
【図１】
2008033624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008033624.tif 000010
【図９】
2008033624.tif 000011
【図１０】
2008033624.tif 000012
【図１１】
2008033624.tif 000013
【図１２】
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