(57)【要約】【課題】読取り書込み装置によって異なる暗号鍵を有する非接触情報記憶装置に同時にアクセスできるようにする。【解決手段】読取り書込み装置(304)は、第１の暗号鍵(Ke1)で情報要求および第２の暗号鍵(Ke2)を暗号化して第１の暗号データを生成し、第２の暗号鍵(Ke2)で情報要求を暗号化して第２の暗号データを生成し、その第１と第２の暗号データを交互に搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する。アクティブ型非接触情報記憶装置(202)は、情報要求信号を受信し受信した暗号データをメモリ内の１つの暗号鍵(Ke)で解読し、解読された暗号データに、１つの暗号鍵(Ke)とは異なる第２の暗号鍵(Ke2)が含まれている場合には、その１つの暗号鍵(Ke)を第２の暗号鍵(Ke2)に書き換える。【選択図】図１０
2008108095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置に接続されていて、第１のメモリと、第１の制御部と、情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する第１の暗号化部と、前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する第１の送信部と、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された第１の受信部と、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する第１の解読部と、を具える読取り書込み装置と、
第２のメモリと、第２の制御部と、前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する第２の受信部と、前記第１の周波数の前記情報要求信号によって搬送された暗号データを解読して前記要求データを再生する第２の解読部と、前記再生された要求データにおける前記情報要求に応答して前記第２のメモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する第２の暗号化部と、前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の応答信号を送信する第２の送信部と、を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置と、
を含む、非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システムであって、
前記情報処理装置からの要求に応答して、前記第１の暗号化部は、前記第１の制御部の制御の下で、前記第１のメモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記第１のメモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記第１の送信部は、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信し、
前記第２の受信部は、前記第２の制御部の制御の下で、所定の周期毎の所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスし、
前記第２の受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記第２の制御部の制御の下で、前記第２の受信部はさらに前記第１の周波数の前記情報要求信号を受信し、前記第２の解読部は、前記第１の周波数の前記情報要求信号によって搬送された暗号データを前記第２のメモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生し、前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵は前記第１または第２の暗号鍵であり、
前記第２の解読部によって再生されたデータに含まれている前記情報要求に応答して、前記第２の暗号化部は前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成し、前記第２の送信部は前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の前記応答信号を送信するよう動作し、
前記第１の受信部は前記第２の周波数の前記応答信号を受信し、前記第１の解読部は前記第２の周波数の前記応答信号によって搬送された前記応答暗号データを前記第１のメモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生し、
前記第２の解読部によって再生されたデータに、前記第２のメモリに格納されている前記１つの暗号鍵と異なる前記第２の暗号鍵が含まれている場合には、前記第２の制御部は、前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記第２の暗号鍵を設定するよう動作することを特徴とする、情報アクセス・システム。
【請求項２】
前記第１の制御部は、前記第１のメモリに格納される前記第１および第２の暗号鍵として最初は同じ１つの暗号鍵を設定し、前記第１の暗号鍵と異なる新しい暗号鍵を前記情報処理装置から受信したときに前記第２の暗号鍵として前記新しい暗号鍵を設定することを特徴とする、請求項１に記載の情報アクセス・システム。
【請求項３】
前記アクティブ型非接触情報記憶装置を含み前記アクティブ型非接触情報記憶装置と同じ構成を有する複数のアクティブ型非接触情報記憶装置を含み、
前記複数のアクティブ型非接触情報記憶装置の全てから前記第１の暗号データに対する前記応答暗号データを受信したことが確認されたとき、前記第１の制御部は、前記第１のメモリに格納される前記第１の暗号鍵としても前記第２の暗号鍵を設定することを特徴とする、請求項１に記載の情報アクセス・システム。
【請求項４】
前記第２の受信部は、前記第１と第２の暗号データの双方を受信するのに充分な長さの期間だけ前記第１の周波数の前記情報要求信号を受信することを特徴とする、請求項１に記載の情報アクセス・システム。
【請求項５】
情報処理装置に接続されていて、複数の非接触情報記憶装置と通信可能な読取り書込み装置であって、
メモリと、
制御部と、
情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する暗号化部と、
前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する送信部と、
前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された受信部と、
前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する解読部と、を具え、
前記情報処理装置からの要求に応答して、前記暗号化部は、前記制御部の制御の下で、前記メモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記メモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記送信部は、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信し、
前記受信部は前記第２の周波数のＲＦ信号を受信し、前記解読部は前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された前記別の暗号データを前記メモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生することを特徴とする、読取り書込み装置。
【請求項６】
読取り書込み装置と通信可能なアクティブ型非接触情報記憶装置であって、
メモリと、
制御部と、
第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、
前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを解読して、情報要求を含む要求データを再生する解読部と、
前記再生された要求データにおける前記情報要求に応答して前記メモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する暗号化部と、
前記応答暗号データを搬送する前記第１の周波数と異なる第２の周波数の応答信号を送信する送信部と、
を具え、
前記受信部は、前記制御部の制御の下で、所定の周期毎の所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスし、
前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部の制御の下で、前記受信部はさらに前記第１の周波数のＲＦ信号を受信し、前記解読部は、前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを前記メモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生し、
前記解読部によって再生されたデータに含まれている前記情報要求に応答して、前記暗号化部は前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成し、前記送信部は前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の前記応答信号を送信するよう動作し、
前記解読部によって再生されたデータに、前記メモリに格納されている前記１つの暗号鍵と異なる別の暗号鍵が含まれている場合には、前記制御部は、前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記別の暗号鍵を設定するよう動作することを特徴とする、アクティブ型非接触情報記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で情報の読み取り書き込みが可能なアクティブ型の非接触情報記憶装置の読取りおよび書込みに関し、特に、アクティブ型のＲＦ ＩＤタグにおける暗号鍵の書き換えに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリ給電型すなわちアクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、商品等に取り付けられまたは人によって携帯され、それら商品および人に関するＩＤおよび情報を搬送する所定の周波数のＲＦ信号を送信し、そのＲＦ信号はリーダ装置によって読み取られる。その読み取られた情報はコンピュータ等によってさらに処理され、商品の流通および人の行動を監視および管理できる。バッテリ給電によるアクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、電力をリーダ／ライタ装置から非接触で受け取るパッシブ・タイプのＲＦ ＩＤタグに比べて、通信可能距離が比較的長く、実用的である。しかし、アクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、一定周期でＲＦ信号を送信するので、第三者によって追跡される危険性があり、セキュリティに問題がある。そのセキュリティ対策として、リーダ／ライタ装置からのタグＩＤの要求に対してのみ応答する改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグがある。
【０００３】
特表２０００−５０９５３６号公報（Ａ）には、高周波識別装置が記載されている。その高周波識別装置は、レシーバと、トランスミッタと、マイクロプロセッサとを備える集積回路を有する。レシーバとトランスミッタとは、共に、アクティブ・トランスポンダを構成する。その集積回路は、好ましくは、レシーバ、トランスミッタ及びマイクロプロセッサを含むモノリシックな単一ダイ集積回路である。その装置は、電力供給を磁気結合に依存するトランスポンダの代わりにアクティブ・トランスポンダを有するので、この装置は遥かに大きな有効範囲を有する。
【特許文献１】特表２０００−５０９５３６号公報
【０００４】
２０００年４月２１日付けで公開された特開２０００−１１３１３０号公報（Ａ）には、低消費電力のＩＣタグ検知システムが記載されている。そのシステムは、通信回路と制御部と、これらに電池から電力を供給する電源部と、計時手段と、を備え、所定の設定時刻ごとに送信を行うＩＣタグであって互いに設定時刻の異なるものを複数個備えるとともに、これらとの通信に基づいてそれぞれの有無を検知する検知機も備えていて、検知機が、通信回路を有し、その受信の有無をＩＣタグそれぞれの設定時刻ごとに逐次判別して検知を行う。検知機からの問い合わせが無いので、ＩＣタグは無駄な反応や電池消耗を回避できる。
【特許文献２】特開２０００−１１３１３０号公報
【０００５】
２００１年９月１４付けで公開された特開２００１−２５１２１０号公報（Ａ）には、二重リンクにおいて、両ノードの送信機に、それぞれ独立した基準発振器を必要としない周波数ロックの実現方法が記載されている。全二重リンクにおいて、受信周波数の情報を利用して、送信機の搬送周波数を同調させることによって、リンクにおける両ノードの送信周波数を同時にロックする。第一の送信機の搬送周波数におけるオフセットは、対応する第二の受信機におけるオフセットとして検出される。第二の受信機は、検出したオフセットに応じて当該送信機の搬送周波数を偏移させ、第一の送信機に検出されたオフセットを知らせる。第一の受信機において検出されたオフセットによって、当該送信機の搬送周波数が補正される。
【特許文献３】特開２００１−２５１２１０号公報
【０００６】
特開２００５−１４１５２９号公報（Ａ）には、情報通信システムが記載されている。その情報通信システムにおいて、ホストとＲ／Ｗを有する情報処理装置は、暗号化／鍵保管部と、記憶媒体に格納するデータを分割するデータ分割／再構成部を有する。記憶媒体は、独立して動作する複数のＲＦＩＤを具備する。情報処理装置は、記憶媒体に保管するデータを分割し、分割データの各々を異なる暗号鍵で暗号化して各ＲＦＩＤに保管する。それによって、情報記憶媒体において、各記憶装置に保管されるデータを通信経路上で秘匿することができる。
【特許文献４】特開２００５−１４１５２９号公報
【０００７】
特開２００１−１８９７２１号公報（Ａ）には、暗号鍵交換手順を有する無線ネットワークが記載されている。その無線ネットワークは、トラフィック及び制御チャネルを介して伝送されるべき特定のデータを符号化しかつ特定の時に符号化のために必要な暗号鍵をそれぞれ変更するために設けられた、無線ネットワーク制御装置と複数の割り当てられた端末を含む。無線ネットワーク制御装置は、古い暗号鍵で符号化された暗号鍵変更に関するメッセージを端末へ伝送する。端末は、新たな暗号鍵の受取通知として、新たな暗号鍵で符号化されたメッセージで無線ネットワーク 制御装置へ応答する。
【特許文献５】特開２００１−１８９７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグおよびリーダ／ライタ装置は、共通の１つの暗号鍵を用いて暗号化および解読を行うことができる。従って、その暗号鍵を変更する場合には、リーダ／ライタ装置および関連する全てのアクティブＲＦ ＩＤタグを同時に変更しなければならない。従って、いったんＲＦ ＩＤタグの暗号鍵／解読鍵の変更を開始すると、全てのＲＦ ＩＤタグを回収してその変更が完了するまで、リーダ／ライタ装置およびＲＦ ＩＤタグは利用できない。
【０００９】
発明者たちは、リーダ／ライタ装置が、現在の暗号鍵を用いて暗号化されたデータのフレームと、新しい暗号鍵を用いて暗号化されたデータのフレームとを交互に送信すれば、リーダ／ライタ装置およびＲＦ ＩＤタグを利用しながら時間をかけて複数のＲＦ ＩＤタグの暗号鍵を書き換えることができると認識した。
【００１０】
本発明の目的は、読取り書込み装置によって異なる暗号鍵を有する非接触情報記憶装置に同時にアクセスできるようにすることである。
【００１１】
本発明の別の目的は、読取り書込み装置によって非接触情報記憶装置内の暗号鍵を簡単に書き換えることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴によれば、非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システムは、情報処理装置に接続されていて、第１のメモリと、第１の制御部と、情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する第１の暗号化部と、その暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する第１の送信部と、その第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された第１の受信部と、その第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する第１の解読部と、を具える読取り書込み装置を含み、さらに、第２のメモリと、第２の制御部と、その第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する第２の受信部と、その第１の周波数のその情報要求信号によって搬送された暗号データを解読してその要求データを再生する第２の解読部と、その再生された要求データにおけるその情報要求に応答してその第２のメモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する第２の暗号化部と、その応答暗号データを搬送するその第２の周波数の応答信号を送信する第２の送信部と、を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置を含んでいる。その情報処理装置からの要求に応答して、その第１の暗号化部は、その第１の制御部の制御の下で、その第１のメモリに格納された第１の暗号鍵を用いてその情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、その第１のメモリに格納された第２の暗号鍵を用いてその情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、その第１の送信部は、その第１の暗号データとその第２の暗号データを時分割的に搬送するその第１の周波数のその情報要求信号を周期的に繰り返し送信する。その第２の受信部は、その第２の制御部の制御の下で、所定の周期毎の所定期間にその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスする。その第２の受信部が或る所定期間にその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、その第２の制御部の制御の下で、その第２の受信部はさらにその第１の周波数のその情報要求信号を受信し、その第２の解読部は、その第１の周波数のその情報要求信号によって搬送された暗号データをその第２のメモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生する。その第２のメモリに格納されたその１つの暗号鍵はその第１または第２の暗号鍵である。その第２の解読部によって再生されたデータに含まれているその情報要求に応答して、その第２の暗号化部はその第２のメモリに格納されたその１つの暗号鍵を用いてその応答データを暗号化してその応答暗号データを生成し、その第２の送信部はその応答暗号データを搬送するその第２の周波数のその応答信号を送信するよう動作する。その第１の受信部はその第２の周波数のその応答信号を受信し、その第１の解読部はその第２の周波数のその応答信号によって搬送されたその応答暗号データをその第１のメモリに格納された対応するその第１または第２の暗号鍵を用いて解読してその応答データを再生する。その第２の解読部によって再生されたデータに、その第２のメモリに格納されているその１つの暗号鍵と異なるその第２の暗号鍵が含まれている場合には、その第２の制御部は、その第２のメモリに格納されたその１つの暗号鍵としてその第２の暗号鍵を設定するよう動作する。
【００１３】
本発明は、さらに、上述の情報アクセス・システムを実現するための読取り書込み装置およびアクティブ型非接触情報記憶装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、読取り書込み装置によって異なる暗号鍵を有する非接触情報記憶装置に同時にアクセスでき、読取り書込み装置によって非接触情報記憶装置内の暗号鍵を簡単に書き換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
【００１６】
図１は、従来の改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグを読み取るためのリーダ／ライタ装置（Ｒ／Ｗ）とＲＦ ＩＤタグのタイムチャートを示している。リーダ／ライタ装置は、コマンド（ＣＭＤ）の送信とＲＦ ＩＤからの受信を同じ周波数チャネルで時分割的に行う。リーダ／ライタ装置は、例えば２秒といった一定の周期で例えば１００ｍｓの持続時間でタグＩＤ要求コマンドを送信し、残りの時間は受信待ち状態となる。
【００１７】
１つのリーダ／ライタ装置によって複数のＲＦ ＩＤタグに対応できるようにするために、各ＲＦ ＩＤタグは、一般的には、リーダ／ライタ装置による１回のＩＤ要求に対して、衝突回避のためにリーダ／ライタ装置へ応答送信するタイミング（時間期間）をランダムにずらすように構成されている。各ＲＦ ＩＤタグは、コマンド受信後の所定時間内のランダムに選択されたタイムスロットでリーダ／ライタ装置へ応答送信し、従って応答の衝突の確率が低減される。そのためにはリーダ／ライタ装置は受信待ちの持続時間を長くする必要がある。例えば、各ＲＦ ＩＤタグからのランダムなタイミングにおける応答送信のための持続時間が０〜１．５秒程度の場合、リーダ／ライタ装置は１．５秒以上の受信待ち持続時間を確保する必要がある。従って、リーダ／ライタ装置の応答送信の周期が長くなる。ＲＦ ＩＤタグは、リーダ／ライタ装置から送信されたタグＩＤ要求コマンドを検出するために、一定周期でキャリア・センスを行い、即ち受信ＲＦ信号の強度の検知を行い、キャリアを検知した時のみ受信処理および送信動作に移行するよう構成されている。リーダ／ライタ装置による送信の周期が２秒である場合、それを確実に検知するためには、キャリア・センス持続時間も少なくとも約２秒確保する必要がある。
【００１８】
通常、ＲＦ ＩＤタグは、キャリア・センスから次のキャリア・センスまでの間の期間は、リーダ・ライタ装置の要求が未検出のときはパワーダウン・モードへ移行し、できるだけ消費電力を削減し、バッテリ稼動時間を長くする必要がある。しかし、キャリア・センス持続時間を少なくとも約２秒確保しようとすると、パワーダウン時間をほとんど確保できなくなり、消費電力の削減も困難である。
【００１９】
従って、図１のアクティブＲＦ ＩＤタグは、リーダ／ライタ装置からの長い周期のタグＩＤ要求コマンドに対して応答する必要があるので、キャリア・センス持続時間が長くなり、消費電力が多くなり、バッテリ稼動時間も短くなる。
【００２０】
図２は、さらに改良されたアクティブ型非接触情報記憶装置としてのアクティブＲＦ ＩＤタグ２００とリーダ／ライタ装置（Ｒ／Ｗ）３００の構成を示している。アクティブ型非接触情報記憶装置として、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００の代わりに、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００と同様の構成を有する非接触ＩＣカードを用いてもよい。
【００２１】
アクティブＲＦ ＩＤタグ２００は、制御部２１０と、メモリ２１４と、メモリ２１４に格納されているタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）等のデータを所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部２２０と、データ生成部２２０から受け取ったベースバンドの符号化データでキャリアを変調して、周波数ｆ2または相異なる周波数ｆ2i（ｎ＝１、２、．．．ｎ）のＲＦ信号を送信する送信部（ＴＸ）２３０と、周波数ｆ1のＲＦ信号を受信して復調してベースバンド符号化データを生成し、受信ＲＦ信号のキャリア強度を表すデータを生成する受信部（ＲＸ）２５０と、受信部２５０から受け取った符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データを生成するデータ復号部２４０と、上述のキャリア強度を表すデータに基づいて受信ＲＦ信号のキャリアの有無を判定するキャリア判定部２４６と、予め設定された時間制御シーケンスでウェイクアップ信号を生成するウェイクアップ部２７０と、送信部２３０に結合された送信アンテナ（ＡＮＴ）２８２と、受信部２５０に結合された受信アンテナ（ＡＮＴ）２８４と、各構成要素２１０〜２７０に電力を供給するバッテリ２９０と、を具えている。周波数ｆ1およびｆ2は、例えばそれぞれ３００ＭＨｚおよび３０１ＭＨｚである。周波数ｆ2iは、例えば３０１ＭＨｚ、３０２ＭＨｚ、．．．．３０５ＭＨｚである。送信部（ＴＸ）２３０の送信出力は、例えば１ｍＷである。代替構成として、アンテナ２８２と２８４は１つのアンテナであってもよい。
【００２２】
制御部２１０は、送信タイムスロットをランダムに選択するための乱数を発生する乱数発生部２１１と、送信周波数ｆ2iを切り換える周波数切り換え部２１２と、送信タイミングを調整するためのタイミング調整部２１３とを含んでいる。
【００２３】
制御部２１０は、電源投入後は常に活動状態になっていて、メモリ２１４と、データ生成部２２０と、送信部２３０と、受信部２５０と、データ復号部２４０と、キャリア判定部２４６と、ウェイクアップ部２７０とに、それぞれメモリ制御信号ＣＴＲＬ＿Ｍ、データ生成制御信号ＣＴＲＬ＿ＥＮＣ、送信制御信号ＣＴＲＬ＿ＴＸ、受信制御信号ＣＴＲＬ＿ＲＸ、データ復号制御信号ＣＴＲＬ＿ＤＥＣ、キャリア判定制御信号ＣＴＲＬ＿ＣＳおよびウェイクアップ部制御信号を供給する。制御部２１０は、プログラムに従って動作するマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータであってもよい。
【００２４】
メモリ２１４は、ＲＦ ＩＤタグ２００のタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、現在の時刻Ｔ、リーダ／ライタ装置３００によるアクセスの記録、ウェイクアップ部２７０の制御スケジュールおよび時間制御シーケンス、バッテリ２９０の現在の電力残量、キャリア・センスの周期Ｔｃｓ、受信処理持続時間、送信周期、送信持続時間、等の情報を格納している。これらの情報は、制御部２１０の制御の下で格納され、更新される。制御部２１０は、定期的にまたは周期的にバッテリ２９０の供給電圧Ｖｄの値を検知することによってその現在の電力残量Ｐを判定して、バッテリ２９０の電力残量Ｐを表す情報をメモリ２１４に格納する。
【００２５】
ウェイクアップ部２７０は、時間を測定し時刻を生成するタイマ２７４を含み、ＲＦ ＩＤタグ２００の電源投入後は常に活動状態になっていて、タイマ２７４の時刻およびメモリ２１４から読み出した予め設定された制御スケジュールおよび時間制御シーケンスに従って例えば２秒といった所定のキャリア・センス周期Ｔｃｓでウェイクアップ信号（Wakeup）を制御部２１０に供給する。制御部２１０は、リーダ／ライタ装置３００から、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正または更新する命令と、現在の時刻Ｔと、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスとを受信データとして受信したとき、メモリ２１４中の時刻Ｔ、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正し更新する。制御部２１０は、メモリ２１４中の時刻Ｔに基づいてタイマ２７４の時刻を修正し、タイマ２７４によって生成された現在の時刻Ｔをメモリ２１４に書き込み更新する。
【００２６】
データ生成部２２０は、メモリ２１４に格納されているタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従ってそれを符号化して送信部２３０に供給する。そのデータはバッテリ残量およびアクセス記録を含むことがある。データ復号部２４０は、受信した符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データをデータ生成部２２０および制御部２１０に供給する。キャリア判定部２４６は、受信部２５０から受信ＲＦ信号キャリアの電力の強度を表すデータを受け取って受信キャリアの有無を判定してその判定結果を制御部２１０に供給する。
【００２７】
リーダ／ライタ装置３００は、ホスト・コンピュータ（図示せず）との間でデータを送受信する制御部３１０と、メモリ３１４と、制御部３１０から受け取ったタグＩＤ要求コマンド（ＣＭＤ）等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部３２０と、データ生成部３２０から受け取ったベースバンド符号化データでキャリアを変調して周波数ｆ1のＲＦ信号を送信する送信部（ＴＸ）３３０と、周波数ｆ2またはｆ21〜ｆ2nのＲＦ信号を受信するよう構成された受信部（ＲＸ）３５０と、受信部３５０から受け取った受信データを所定の符号化方式に従って復号してベースバンド符号化データを生成し、その生成した復号データを制御部３１０に供給するデータ復号部３４０と、時間を測定し時刻を生成するタイマ３７４と、送信部３３０に結合された送信アンテナ（ＡＮＴ）３８２と、受信部３５０に結合された受信アンテナ（ＡＮＴ）３８４と、を具えている。送信部（ＴＸ）３３０の送信出力は例えば１００ｍＷである。代替構成として、アンテナ３８２と３８４は１つのアンテナであってもよい。
【００２８】
制御部３１０は、ホスト・コンピュータからのタグＩＤまたはタグ情報の要求コマンド（以下、単にタグＩＤ要求コマンドという）等のコマンドを受け取ったとき、そのようなコマンドを含むデータをデータ生成部３２０に供給する。そのデータは、ＲＦ ＩＤタグ２００の使用すべき送信周波数ｆ2またはｆ2i、基準の現在の時刻Ｔ、新しいまたは更新された制御スケジュールおよび時間制御シーケンス等を含んでいてもよい。そのようなコマンドには、現在の時刻Ｔとともにタイマ２７４の時刻を修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。そのようなコマンドには、新しいまたは更新された制御スケジュールまたは時間制御シーケンスとともにメモリ２１４に格納されているスケジュールまたはシーケンスを修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。
【００２９】
図３Ａは、リーダ／ライタ装置３００のコマンド等のデータを搬送するＲＦ信号の送信処理４２のタイミングを示している。図３Ｂは、リーダ／ライタ装置３００の受信待ち状態４６および受信ＲＦ信号の受信処理４８のタイミングを示している。図３Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００のキャリア・センス５０および５２、受信ＲＦ信号の受信処理５４、および応答を搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイミングを示している。
【００３０】
図３Ａを参照すると、リーダ／ライタ装置３００のデータ生成部３２０は、制御部３１０から受け取ったＲＦ ＩＤタグに対するタグＩＤ要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化データを生成する。送信部３３０は、送信処理４２の連続する各タイムスロットにおいて、そのコマンド等のデータを搬送するＲＦ信号を充分短い間隔で繰り返し送信する。
【００３１】
図３Ｃを参照すると、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００において、受信部２５０およびキャリア判定部２４６は、ウェイクアップ部２７４のウェイクアップ信号に従って例えば２秒といった一定の周期Ｔｃｓで例えば約１ｍｓ〜１０ｍｓの所定の持続時間で発生するキャリア・センス５０および５２のタイミングで制御部２１０によってイネーブル（活動化、enable）される。それによって、受信部２５０は受信待ち状態になり、キャリア判定部２４６は受信部２５０からの受信ＲＦ信号キャリア電力の強度を表すデータに従って受信キャリアの有無の判定を行う。ＲＦ ＩＤタグ２００がリーダ／ライタ装置３００に接近していないときは、キャリア判定部２４６はキャリアを検知せず（ＮＤ）、キャリアが存在しないと判定する。キャリア・センス５０相互間の期間５１において、ＲＦ ＩＤタグ２００は休止モードに入って、制御部２１０およびウェイクアップ部２７０だけがイネーブルまたはパワー・オン（付勢）されており、その他の構成要素２１４〜２５０はディセーブル（非活動化、disable）またはパワー・ダウン（消勢）されている。休止期間５１の時間長は、キャリア・センス期間５０の終了時点と次のキャリア・センス期間５０の開始時点との間の時間長より短くてもよい。
【００３２】
ＲＦ ＩＤタグ２００がリーダ／ライタ装置３００に接近してＲＦ ＩＤタグ２００の受信部２５０がＲＦ信号を受信したときに、キャリア・センス５２のタイミングでキャリア判定部２４６は、ＲＦ信号のキャリアを検知し（ＤＴ）、キャリアが存在すると判定する。そのキャリアが存在するという判定に応答して、受信部２５０およびデータ復号部２４０は直後の受信処理５４のタイミングで例えば１００ｍｓといった所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部２５０はそのＲＦ信号を受信し復調してコマンドを含む符号化データを生成し、データ復号部２４０はそのデータを所定の符号化方式に従って復号しコマンドを取り出して制御部２１０に供給する。そのコマンドに応答して、制御部２１０は、所定期間内のランダムに選択された送信処理５６のタイミングで例えば１００ｍｓといった所定の持続時間において、データ生成部２２０および送信部２３０をイネーブルし、データ生成部２２０はメモリ２１４から取り出したタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）およびその他の所要の情報を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。その他の所要の情報には、例えば、パッケージ内の商品の内容および個数、発送者、移動、経由地および宛先、等に関する情報が含まれていてもよい。送信部２３０はそのタグＩＤを含む応答データでキャリアを変調してＲＦ信号を送信する。
【００３３】
図３Ｂを参照すると、リーダ／ライタ装置３００の受信部３５０は、常に受信待ち状態４６にあり、ＲＦ ＩＤタグ２００が接近してＲＦ信号を受信したときに、受信処理４８のタイミングにおいて受信ＲＦ信号を復調して符号化データを生成し、データ復号部３５０は符号化データを所定の符号化方式に従って復号してタグＩＤを含む応答データを再生し、その再生されたタグＩＤを制御部３１０に供給する。制御部３１０は、そのタグＩＤをホスト・コンピュータに供給する。ホスト・コンピュータは、タグＩＤを処理して、商品の流通または人を監視し管理するのに用いる。
【００３４】
通常、リーダ／ライタ装置３００にＲＦ ＩＤタグ２００が接近していない時間ははるかに長いので、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００は大部分の時間期間は休止モードになる。従って、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００の消費電力は大幅に低減され、バッテリ２９０の稼動時間は大幅に長くなる。
【００３５】
図４は、リーダ／ライタ装置３００によって実行される処理のフローチャートを示している。図５Ａおよび５Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２００によって実行される処理のフローチャートを示している。
【００３６】
図４を参照すると、ステップ４０２において、リーダ／ライタ装置３００の制御部３１０は、ホスト・コンピュータから受け取ったタグＩＤ要求があるかどうかを判定する。タグＩＤの要求があるまでステップ４０２は繰り返される。タグＩＤの要求があると判定された場合、手順は送信処理のステップ４１２および受信処理のステップ４２２に進む。
【００３７】
ステップ４１２において、制御部３１０はタグＩＤ要求コマンドおよび関連するデータをデータ生成部３２０に供給し、データ生成部３２０はタグＩＤ要求コマンドを含むデータを生成してその生成データを、例えばＮＲＺ（Non Return to Zero）符号化法またはマンチェスタ符号化法等の所定の符号化方式に従って符号化し、送信部３３０は、図３Ａの送信処理４２のタイミングでその符号化データでキャリアを変調して周波数ｆ1のＲＦ信号を送信する。制御部３１０は、タグＩＤ要求コマンド中にそのタグＩＤ要求コマンドに対する応答の送信周波数ｆ2または可変送信周波数ｆ2iを指定するデータ、その可変送信周波数ｆ2iを使用すべき時刻またはタイムスロットを表すデータ、現在の時刻Ｔを表すデータ、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを含ませてもよい。
【００３８】
リーダ／ライタ装置３００はその周波数ｆ2iを時分割で複数の送信周期ｔRW-CYにおける複数コマンド毎に（例えば、少なくとも１つのキャリア・センス周期分の数の送信周期ｔRW-CYにおける複数コマンド毎に）変更するようにしてもよい。それによって、複数のＲＦ ＩＤタグが同時に存在する場合でも、ＲＦ ＩＤタグからの応答送信が衝突する確率が減り、リーダ／ライタ装置３００で同時に識別できるＲＦ ＩＤタグの数を増大させることができる。
【００３９】
ステップ４１８において制御部２１０はデータ送信を終了すべきかどうかを判定する。終了すると判定された場合は、手順はこのルーチンを出る。データ送信を継続すると判定された場合は、手順はステップ４１２に戻る。図３Ａでは、データ送信は繰り返し継続される。
【００４０】
図５Ａを参照すると、ステップ５０２において、ＲＦ ＩＤタグ２００が起動されたとき、制御部２１０およびウェイクアップ部２７０がイネーブルされる。ＲＦ ＩＤタグ２００がいったん起動されると、制御部２１０およびウェイクアップ部２７０は常にイネーブルされて活動状態にある。ウェイクアップ部２７０は、タイマ２７４および時間制御シーケンスに従って、所定の周期Ｔｃｓで受信ＲＦ信号のキャリア・センスを行うタイミングを表すウェイクアップ信号を制御部２１０に供給する。ステップ５０４において、制御部２１０は、ウェイクアップ部２７０から受け取ったウェイクアップ信号がオン状態（ＯＮ）を示しているかどうかを判定する。制御部２１０は、ウェイクアップ信号がオン状態になるまでステップ５０４を繰り返す。
【００４１】
ステップ５０４においてウェイクアップ信号がオン状態（ＯＮ）を示していると判定された場合、ステップ５０６において、制御部２１０は、例えば約１ｍｓ〜１０ｍｓのような短い持続時間の期間だけ受信部２５０およびキャリア判定部２４６をイネーブルする。受信部２５０はＲＦ信号の受信待ち状態となり、キャリア判定部２４６は受信部２５０から受け取った受信キャリア電力を表すデータに基づいて受信ＲＦ信号のキャリアの存在を判定して、その判定結果を制御部２１０に供給する。ステップ５０８において、制御部２１０は、その判定結果に従ってキャリアが検知されたかどうかを判定する。キャリアが検知されなかったと判定された場合は、ステップ５０９において制御部２１０は受信部２５０およびキャリア判定部２４６をディセーブル（非可動化）する。その後、手順はステップ５３０に進む。
【００４２】
ステップ５０８においてキャリアが検知されたと判定された場合は、ステップ５１０において、制御部２１０は、キャリア判定部２４６をディセーブルし、さらに例えば１００ｍｓ〜２００ｍｓといった所定の持続時間において受信部２５０をイネーブルしたまま、リーダ／ライタ装置３００からコマンド等のデータを搬送する周波数ｆ1のＲＦ信号を受信して（図３Ｃ、受信５４）、受信ＲＦ信号を復調する。ステップ５１２において、制御部２１０は、受信部２５０によるＲＦ信号の受信が完了したかどうかを判定する。ステップ５１２はＲＦ信号の受信が完了するまで繰り返される。
【００４３】
ステップ５１２においてＲＦ信号の受信が完了したと判定された場合は、ステップ５１４において、制御部２１０はデータ復号部２４０をイネーブルし、データ復号部２４０は制御部２１０の制御の下で受信部２５０から受信データを受け取ってそれを所定の符号化方式に従って復号する。ステップ５１５において、制御部２１０は受信部２５０をディセーブルする。
【００４４】
図５Ｂを参照すると、ステップ５２２において、制御部２１０は、データ復号部２４０からタグＩＤ要求コマンドを含む復号データを受け取り、復号データに含まれている受信コマンドを処理し、リーダ／ライタ装置３００によるアクセスの記録をメモリ２１４に格納する。受信データ中に時刻修正コマンドおよび現在の時刻Ｔが含まれていた場合は、制御部２１０は、ウェイクアップ部２７０のタイマ２７４の時刻をその時刻Ｔに修正または更新する。
【００４５】
ステップ５２４において、制御部２１０は復号部２４０をディセーブルし、そのタグＩＤ要求コマンドに従って、所定の期間（例えば５００ｍｓ）内の所定数のタイムスロット（例えば１００ｍｓの幅の５つのタイムスロット）の中の乱数に従って選択された１つのタイムスロットにおいてデータ生成部２２０および送信部２３０をイネーブルする。その乱数は、乱数発生部２１１によって発生される。その選択されたタイムスロットが図３Ｃの送信処理５６のタイミングである。データ生成部２２０は、メモリ２１４から読み出したＲＦ ＩＤタグ２００のタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）を含むデータを所定の符号化方式に従って符号化して送信部２３０に供給する。送信部２３０は、タグＩＤを含むデータでキャリアを変調して、所定のまたは指定された周波数ｆ2またはｆ2iのＲＦ信号をアンテナ２８４を介して送信する。周波数ｆ2iの切り換えは、制御部２１０の周波数切り換え部２１２によって行われる。タイミング調整部２１３は、複数のタイムスロットの周期を所定周期になるように調整する。
【００４６】
ステップ５２９において、制御部２１０は、データ生成部２２０および送信部２３０をディセーブルする。ステップ５３０において、制御部２１０は、ＲＦ ＩＤタグ２００を休止モードにする。休止モードにおいて、基本的に制御部２１０およびウェイクアップ部２７０だけがイネーブルされた状態を維持し、その他の構成要素２１４〜２５０はディセーブルされた状態になる。
【００４７】
再び図４を参照すると、ステップ４２２において、制御部３１０は受信部３５０をイネーブルして受信待ち状態にする。受信部３５０は周波数ｆ2のＲＦ信号の受信を待って（受信待ち４６）、ＲＦ信号を受信する（受信処理４８）。ステップ４２４において、制御部３１０は受信部３５０がＲＦ信号の受信を完了したかどうかを判定する。受信が完了するまでステップ４２４は繰り返される。受信が完了したと判定された場合は、ステップ４２６において、受信部３５０は受信データをデータ復号部３４０に供給する。データ復号部３４０は受信データを所定の符号化方式に従って復号して応答データを再生し、データを受信したことおよびその応答データを制御部３１０に供給する。
【００４８】
ステップ４３２において、制御部３１０はその復号データをホスト・コンピュータに送出する。ステップ４３６において制御部３１０はデータ受信待ちを終了するかどうかを判定する。終了すると判定された場合は、手順はこのルーチンを出る。データ受信待ちを継続すると判定された場合は、手順はステップ４２２に戻る。図３Ｂでは、データ受信待ちは繰り返し継続される。
【００４９】
このように、リーダ／ライタ装置３００は送信を充分短い間隔で繰り返し行い常に受信待ち状態にあるので、ＲＦ ＩＤタグ２００のキャリア・センス時間を大幅に減らすことができる。例えば入出管理などにおけるように１日に数回しか送受信を行わず、動作時間のほとんどがキャリア・センスである場合は、ＲＦ ＩＤタグ２００全体の消費電力は、全体の消費電力を大幅に削減できる。
【００５０】
メモリ２１４に格納される制御スケジュールとして、休日および平日の夜間（例えば、６：００ｐｍ〜６：００ａｍ）の所定の時刻と所定の時刻の間の時間期間を指定し、平日の昼間（例えば、６：００ａｍ〜６：００ｐｍ）の所定の時刻と所定の時刻の間の時間期間を指定してもよい。この場合、ウェイクアップ部２７０は、その休日および夜間においてウェイクアップ信号を発生せず、従ってＲＦ ＩＤタグ２００は休止モードになってキャリア・センスを全く行わず、一方、その平日の昼間において所定の周期（例えば１秒）で、キャリア・センスを行う。
【００５１】
ウェイクアップ部２７０は、制御部２１０の制御の下で、メモリ２１４に格納されたバッテリ２９０の電力の残量Ｐに従ってウェイクアップ信号を発生させてもよい。この場合、バッテリ残量が充分であるときは、比較的短い周期で（例えば１秒）キャリア・センスを行い、残量Ｐが閾値Ｐｔｈより低くなったときは、比較的長い周期で（例えば２秒）キャリア・センスを行うようにしてもよい。ＲＦ ＩＤタグ２００の応答データ中にバッテリ残量を含ませ、リーダ／ライタ装置３００経由でホスト・コンピュータへ通知し、ホスト・コンピュータによってユーザに対するバッテリ切れの警告を表示するよう構成してもよい。
【００５２】
上述のようにリーダ／ライタ装置によるアクセスの記録をメモリ２１４に格納するようにしたことによって、リーダ／ライタ３００以外の別のリーダ／ライタによって不正にアクセスされた場合にも、ログが記録されるので、リーダ／ライタ３００によってそのアクセス記録を読み取り、ホスト・コンピュータによって解析することによって不正なアクセスを発見することができる。
【００５３】
図６は、図２の構成を変形したより安全なアクティブＲＦ ＩＤタグ２０２とリーダ／ライタ装置３０２の構成を示している。この構成において、ＲＦ ＩＤタグ２０２とリーダ／ライタ装置３０２の間で送信データは暗号化され、受信データは暗号解読されて認証に用いられる。
【００５４】
ＲＦ ＩＤタグ２０２は、図２のＲＦ ＩＤタグ２００におけるデータ生成部２２０の代わりにデータ生成部２２２を具え、図２のデータ復号部２４０の代わりにデータ復号部２４２を具えている。ＲＦ ＩＤタグ２０２のメモリ２１４は、タグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）に加えて、認証用の現在の時刻Ｔ、認証用のシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）および暗号鍵／解読鍵（復号鍵）Ｋｅを格納しており、データ生成部２２２およびデータ復号部２４２にそれらの情報を供給する。その認証用の現在の時刻Ｔ、認証用のシステムＩＤおよび暗号鍵／解読鍵Ｋｅは、リーダ／ライタ装置３０２によって予めＲＦ ＩＤタグ２０２に送信され、制御部２１０によってメモリ２１４に予め書き込まれる。データ生成部２２２は、メモリ２１４に格納されている暗号鍵Ｋｅを用いて所定の暗号方式に従って送信データを暗号化する暗号化部２２４を含んでいる。データ復号部２４２は、受信データを所定の暗号方式に従って暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて解読する解読部２４４を含んでいる。ＲＦ ＩＤタグ２０２のその他の構成はＲＦ ＩＤタグ２００と同様であり、再び説明することはしない。システムＩＤは、リーダ／ライタ装置３０２とＲＦ ＩＤタグ２０２等の複数のＲＦ ＩＤタグで構成される同じグループによって共有される共通のＩＤを表している。ここでは、所定の暗号方式を共通鍵暗号方式として説明するが、公開鍵暗号方式であってもよい。
【００５５】
リーダ／ライタ装置３０２は、図２のリーダ／ライタ装置３００におけるデータ生成部３２０の代わりにデータ生成部３２２を具え、図２のデータ復号部３４０の代わりにデータ復号部３４２を具えている。リーダ／ライタ装置３０２のメモリ３１４は、認証用の現在の時刻Ｔ、認証用のシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）および暗号鍵／解読鍵Ｋｅを格納している。データ生成部３２４は、メモリ３１４に格納されている所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅを用いて送信データを暗号化する暗号化部３２２を含んでいる。データ復号部３４２は、所定の暗号方式に従って暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて受信データを解読する解読部３４４を含んでいる。リーダ／ライタ装置３０２のその他の構成はリーダ／ライタ装置３００と同様であり、再び説明することはしない。
【００５６】
図７Ａは、リーダ／ライタ装置３０２のタグＩＤ要求コマンド（ＣＭＤ）を含むデータを搬送するＲＦ信号の送信処理４２のタイミングを示している。図７Ｂは、リーダ／ライタ装置３０２の受信待ち状態４６および受信ＲＦ信号の受信処理４８のタイミングを示している。図７Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２のキャリア・センス５０、５２および５３、受信ＲＦ信号の受信処理５４および５５、および認証成功の場合における応答を搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイミングを示している。
【００５７】
図７Ａを参照すると、リーダ／ライタ装置３０２のデータ生成部３２２は、制御部３１０から受け取ったＲＦ ＩＤタグに対するタグＩＤ要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化された暗号データを生成する。リーダ／ライタ装置３０２のその他の送信の動作は図３Ａの場合と同様である。
【００５８】
図７Ｃを参照すると、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２において、受信部２５０およびキャリア判定部２４６の動作は、図３Ｃの場合と同様であり、受信部２５０およびキャリア判定部２４６は、ウェイクアップ部２７４のウェイクアップ信号に従って一定の周期で所定の持続時間で発生するキャリア・センス５０、５２および５３のタイミングで制御部２１０によってイネーブルされて、受信部２５０は受信待ち受け状態になる。
【００５９】
キャリア判定部２４６によるキャリアが存在するという判定（ＤＴ）に応答して、受信部２５０およびデータ復号部２４２は直後の受信処理５４および５５のタイミングで所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部２５０はそのＲＦ信号を受信し復調してコマンドを含む符号化された暗号データを生成し、データ復号部２４２はそのデータを所定の符号化方式に従って復号し暗号データを所定の暗号方式に従って暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて解読してコマンドを取り出して制御部２１０に供給する。そのコマンドの受信に応答して、制御部２１０は、そのコマンドに含まれている時刻ＴおよびシステムＩＤを用いてリーダ／ライタ装置３０２を認証する。
【００６０】
認証が成功した場合は、所定期間内のランダムに選択された送信処理５６のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部２２２および送信部２３０をイネーブルし、データ生成部２２２は、メモリ２１４から取り出したタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを、所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅを用いて暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化する。送信部２３０はその暗号化されたタグＩＤを含む応答データでキャリアを変調してＲＦ信号を送信する。認証が失敗した場合は、データを生成および送信することなく処理を終了する。
【００６１】
図７Ｂを参照すると、リーダ／ライタ装置３０２の受信部３５０は、常に受信待ち状態４６にあり、ＲＦ ＩＤタグ２０２が接近してＲＦ信号を受信したときに、受信処理４８のタイミングにおいて受信ＲＦ信号を復調して符号化された暗号データを生成し、データ復号部３４２は符号化された暗号データを所定の符号化方式に従って復号し、その復号された暗号データを、所定の暗号方式に従って暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて解読してタグＩＤを含む応答データを再生し、その再生された応答を制御部３１０に供給する。その受信再生された応答に応答して、制御部３１０は、その応答に含まれている時刻ＴおよびシステムＩＤを用いてＲＦ ＩＤタグ２０２を認証し、そのタグＩＤおよびその他の情報をホスト・コンピュータに供給する。
【００６２】
このように、通常、リーダ／ライタ装置３０２およびＲＦ ＩＤタグ２０２が送信データを暗号化し、時刻ＴおよびシステムＩＤを用いて相互認証を行うことによって、リーダ／ライタ装置３０２およびＲＦ ＩＤタグ２０２によって送信されるデータが、第三者に傍受されても、そのデータを不正に使用される危険性がなくなる。従って、リーダ／ライタ装置３０２およびＲＦ ＩＤタグ２０２の安全性が高くなる。
【００６３】
図８は、リーダ／ライタ装置３０２によって実行される処理のフローチャートを示している。図９Ａおよび９Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２によって実行される処理のフローチャートを示している。
【００６４】
図８を参照すると、ステップ４０２は図４のものと同じであり、再び説明することはしない。ステップ４１４において、制御部３１０はタグＩＤ要求コマンドをデータ生成部３２２に供給する。データ生成部３２２は、制御部３１０から受け取ったタグＩＤ要求コマンド、およびメモリ３１４から取り出した現在の時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを、例えばＤＥＳ（Data Description Standard）、トリプルＤＥＳまたはＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）等の所定の暗号方式に従って、メモリ３１４から取り出した暗号鍵Ｋｅを用いて暗号化し、その暗号化データを符号化して符号化データを生成する。送信部３３２は、その暗号化データでキャリアを変調して周波数ｆ1のＲＦ信号を送信する（図７Ａ、送信処理４２）。ステップ４１８は図４と同じであり、再び説明することはしない。
【００６５】
図９Ａを参照すると、ステップ５０２〜５１５は図５のものと同様であり、再び説明することはしない。
【００６６】
図９Ｂを参照すると、ステップ５１６において、制御部２１０の制御の下で、データ復号部２４２は、メモリ２１４から取り出した暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて復号データを所定の暗号方式に従って解読し、解読されたコマンド、タグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻Ｔ、システムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを制御部２１０に供給する。そのデータは、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを含んでいてもよい。制御部２１０は、そのデータを受け取った後、暗号解読された時刻ＴおよびシステムＩＤとメモリ２１４に格納されている時刻ＴおよびシステムＩＤとを比較することによって、両者が一致するかどうかを判定し、それによってリーダ／ライタ装置３０２の認証を行う。
【００６７】
ステップ５１８において、制御部２１０は認証が成功したかどうかを判定する。認証が失敗したと判定された場合は、ステップ５２０において、制御部２１０はデータ復号部２４２をディセーブルする。その後、手順は図９Ｂのステップ５３０に進む。
【００６８】
ステップ５１８において認証が成功したと判定された場合は、ステップ５２２において、制御部２１０は、データ復号部２４２からタグＩＤ要求コマンドを含む暗号解読されたデータを受け取り、その解読データに含まれている解読された受信コマンドを処理し、リーダ／ライタ装置３０２によるアクセス記録をメモリ２１４に格納する。
【００６９】
ステップ５２６において、制御部２１０は、そのタグＩＤ要求コマンドに従って、所定の期間内の所定数のタイムスロットの中の乱数に従ってランダムに選択された１つのタイムスロットにおいてデータ生成部２２２および送信部２３０をイネーブルする。その選択されたタイムスロットが図７Ｃの送信処理５６のタイミングである。データ生成部２２２は、メモリ２１４から読み出したＲＦ ＩＤタグ２０２のタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを、所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅを用いて暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化して送信部２３０に供給する。送信部２３０は、その符号化暗号データでキャリアを変調して、周波数ｆ2のＲＦ信号をアンテナ２８４を介して送信する（図７Ｃ、送信５６）。ステップ５２８および５３０は、図５のものと同様であり、再び説明することはしない。
【００７０】
再び図８を参照すると、ステップ４２２〜４２４は図４のものと同様であり、再び説明することはしない。ステップ４２８において、受信部３５０は受信データをデータ復号部３４２に供給する。データ復号部３４２は受信データを所定の符号化方式に従って復号し、その復号データを所定の暗号方式に従って暗号解読して、そのデータを受信したことおよびその解読データを制御部３１０に供給する。制御部３１０は、暗号解読された時刻ＴおよびシステムＩＤとメモリ３１４に格納されている時刻ＴおよびシステムＩＤとを比較することによって、一致するかどうかを判定し、それによってＲＦ ＩＤタグ２０２の認証を行う。ＲＦ ＩＤタグ２０２の制御部２１０およびリーダ／ライタ装置３０２の制御部３１０において、受信した時刻Ｔと格納されていた時刻Ｔとの間に所定の範囲内の誤差（例えば±０．５秒）があった場合にも、両者は一致すると判定してもよい。
【００７１】
ステップ４３０において、制御部３１０は認証が成功したかどうかを判定する。認証が失敗したと判定された場合は、手順はステップ４２２に戻る。認証が成功したと判定された場合は、手順はステップ４３２に進む。ステップ４３６は、図４のものと同様であり、再び説明することはしない。
【００７２】
上述のアクティブＲＦ  ＩＤタグとリーダ／ライタ装置は、今回の発明者およびその他の者によって２０００年６月３日に出願された特願２００５−１６４０６６号に記載されており、ここでこの出願を参照して組み込む。
【００７３】
セキュリティを考慮すると、リーダ／ライタ装置３０２およびアクティブＲＦ ＩＤタグ２０２に使用される暗号鍵／解読鍵Ｋｅを時々変更することが好ましい。図６のリーダ／ライタ装置３０２およびアクティブＲＦ ＩＤタグ２０２は、共通の１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅを用いて暗号化および復号を行う。従って、暗号鍵／解読鍵Ｋｅを変更する場合には、リーダ／ライタ装置および関連する全てのアクティブＲＦ ＩＤタグを同時に変更しなければならない。従って、いったんＲＦ ＩＤタグの暗号鍵／解読鍵の変更を開始すると、全てのＲＦ ＩＤタグを回収してその変更が完了するまで、リーダ／ライタ装置およびＲＦ ＩＤタグは利用できない。
【００７４】
発明者たちは、リーダ／ライタ装置が、現在の暗号鍵を用いて暗号化されたコマンドおよび新しい暗号鍵を含むデータのフレームと、新しい暗号鍵を用いて暗号化されたコマンドを含むデータのフレームとを連続する各タイムスロットにおいて交互に充分短い間隔で送信し、ＲＦ ＩＤタグが現在の暗号鍵で暗号化されたその新しい鍵を受信して解読し、暗号鍵／解読鍵としてその新しい暗号鍵を設定すれば、リーダ／ライタ装置およびＲＦ ＩＤタグを利用しながら時間をかけて複数のＲＦ ＩＤタグの暗号鍵を簡単に書き換えることができる、と認識した。
【００７５】
図１０は、本発明の実施形態による、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４およびリーダ／ライタ装置３０４の構成を示している。この実施形態において、リーダ／ライタ装置３０４は、並行して２つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１およびＫｅ２を使用することができ、タグＩＤ要求コマンド（ＣＭＤ）とともに暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を用いて暗号化して暗号データとして送信することができる。ＲＦ ＩＤタグ２０４は、現在の１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を用いてタグＩＤ要求コマンド等の暗号データを解読し、現在の１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を用いて応答を暗号化して送信する。ＲＦ ＩＤタグ２０４は、現在の１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を、リーダ／ライタ装置３０４から受信した新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２に書き換えることができる。
【００７６】
図１０において、リーダ／ライタ装置３０４の制御部３１０は、ホスト・コンピュータからのコマンドに従ってホスト・コンピュータから様々なデータを受信してメモリ３１４に格納する。メモリ３１４は、１つまたは２つの暗号鍵／解読鍵を第１の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１および第２の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２としてそれぞれ格納し、登録された全てのアクティブＲＦ ＩＤタグのタグＩＤのリストＬＩＤを格納する。アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４の制御部２１０は、リーダ／ライタ装置３０４からのコマンドに従って、リーダ／ライタ装置３０４から受信した様々なデータをメモリ２１４に格納する。メモリ２１４は、書き換え可能な１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅを格納する。アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４とリーダ／ライタ装置３０４のその他の構成は、図６のＲＦ ＩＤタグ２０２およびリーダ／ライタ装置３０２と同様である。
【００７７】
図１１Ａは、リーダ／ライタ装置３０４の２つの暗号鍵Ｋｅ１およびＫｅ２で暗号化されたタグＩＤ要求または情報要求コマンド（ＣＭＤ）を含むデータのフレームを搬送するＲＦ信号の送信処理４２のタイミングを示している。図１１Ｂは、リーダ／ライタ装置３０４の受信待ち状態４６および受信ＲＦ信号の受信処理４８のタイミングを示している。図１１Ｃおよび１１Ｄは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４のキャリア・センス５０および５２、受信ＲＦ信号の受信処理５４、および暗号鍵Ｋｅ１およびＫｅ２で暗号化された応答を搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイミングを示している。
【００７８】
図１１Ａを参照すると、リーダ／ライタ装置３０４のデータ生成部３２２は、制御部３１０から受け取ったＲＦ ＩＤタグに対するタグＩＤ要求または情報要求コマンドおよび新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を含むデータを生成しそのデータを所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅ１を用いて暗号化して第１の暗号データを生成し、さらにタグＩＤ要求または情報要求コマンドを含むデータを生成しそのデータを所定の暗号方式に従って新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を用いて暗号化して第２の暗号化データを生成する。データ生成部３２２は、その第１および第２の暗号化されたデータを交互に所定の符号化方式に従って符号化して、符号化された異なる２つの暗号データのフレームを生成する。送信部２３０は、交互にその２つの暗号データのフレームを搬送する周波数ｆ1のＲＦ信号を連続する各タイムスロットにおいて充分短い間隔で送信する。リーダ／ライタ装置３０４のその他の送信の動作は図７Ａのリーダ／ライタ装置３０２と同様である。
【００７９】
図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１およびＫｅ２を用いてそれぞれ暗号化されたデータのフレームの例を示している。
【００８０】
図１２Ａを参照すると、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を用いて暗号化された暗号データのフレームは、フレーム・ヘッダ、暗号鍵Ｋｅ１を用いて暗号化されたフレーム・データと、ＣＲＣとを含む。そのフレーム・データは、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２、日時、システムＩＤ、コマンド、データ長、可変データおよびダミー・データの複数のフィールドを含んでいる。
【００８１】
図１２Ｂを参照すると、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を用いて暗号化された暗号データのフレームは、フレーム・ヘッダ、暗号鍵Ｋｅ２を用いて暗号化されたフレーム・データと、ＣＲＣとを含む。そのフレーム・データは、暗号鍵／解読鍵の代わりのダミー・データ、日時、システムＩＤ、コマンド、データ長、可変データおよびダミー・データの複数のフィールドを含んでいる。
【００８２】
図１３は、リーダ／ライタ装置３０４のメモリ３１４に格納される登録された複数のアクティブＲＦ ＩＤタグのタグＩＤのリストＬＩＤの例を示している。リストＬＩＤは、登録されたＲＦ ＩＤタグのタグＩＤと、その現在の有効な暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１／Ｋｅ２とを示している。
【００８３】
図１１Ｃを参照すると、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４において、受信部２５０およびキャリア判定部２４６は、図７Ｃの場合と同様にキャリア・センスを行う。
【００８４】
ＲＦ ＩＤタグ２０４がリーダ／ライタ装置３０４との通信可能範囲に来たとき、キャリア判定部２４６によるキャリアが存在するという判定（ＤＴ）に応答して、受信部２５０およびデータ復号部２４２は直後の受信処理５４のタイミングで所定の持続時間、例えば３つのデータ・フレーム期間、においてイネーブルされ、受信部２５０は周波数ｆ1のＲＦ信号を受信し復調して異なるそれぞれのコマンドを含む符号化された暗号データの連続する２つのフレームを生成し、データ復号部２４２はそのデータを所定の符号化方式に従って復号し解読可能な一方の暗号データ・フレームを所定の暗号方式に従ってメモリ２１４内の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１を用いて解読して、解読された暗号データ・フレームからコマンドを取り出して制御部２１０に供給する。暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２で暗号化された他方の暗号データ・フレームは暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１では解読できない。そのコマンドの受信に応答して、制御部２１０は、そのコマンドと共に含まれている時刻ＴおよびシステムＩＤを用いてリーダ／ライタ装置３０４を認証する。
【００８５】
認証が成功した場合は、所定期間内のランダムに選択された送信処理５６のタイミングで所定の持続時間において、制御部２１０はデータ生成部２２２および送信部２３０をイネーブルし、データ生成部２２２は、メモリ２１４から取り出したタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを、所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１を用いて暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化する。送信部２３０はその暗号化されたタグＩＤを含む応答データでキャリアを変調してｆ2またはｆ2iのＲＦ信号を送信する。代替構成として、データ生成部２２２は、その応答データをその受け取った新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２で暗号化してもよい。その後、解読されたデータ中に現在の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１と異なる新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２が含まれていた場合には、制御部２１０は、暗号鍵／解読鍵Ｋｅとして暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２を設定する。
【００８６】
図１１Ｂを参照すると、リーダ／ライタ装置３０４の受信部３５０は、受信待ち状態４６にあり、受信処理４８のタイミングにおいて受信ＲＦ信号を復調して符号化された暗号データのフレームを生成し、データ復号部３４２は符号化された暗号データを所定の符号化方式に従って復号し、その復号された暗号データを、所定の暗号方式に従ってメモリ３１４に格納された適用可能な暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１またはＫｅ２を用いて解読してタグＩＤを含む応答データを再生し、その再生された応答を制御部３１０に供給する。その受信再生された応答に応答して、制御部３１０は、その応答に含まれている時刻ＴおよびシステムＩＤを用いてＲＦ ＩＤタグ２０４を認証し、そのタグＩＤおよびその他の情報をホスト・コンピュータに供給する。暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１で暗号化された応答データの受信および解読に成功したときには、制御部３１０は、メモリ３１４中のリストＬＩＤ中の対応するＲＦ ＩＤタグ２０４のタグＩＤの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１をＫｅ２に書き換える。
【００８７】
図１１Ｃを再び参照すると、その後、キャリア判定部２４６によるキャリアが存在するという判定（ＤＴ）に応答して、受信部２５０およびデータ復号部２４２は直後の受信処理５４のタイミングで所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部２５０は周波数ｆ1のＲＦ信号を受信し復調して連続する２つのコマンドを含む符号化された暗号データを生成し、データ復号部２４２はそのデータを所定の符号化方式に従って復号し解読可能な一方の暗号データ・フレームを所定の暗号方式に従ってメモリ２１４内の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２を用いて解読してコマンドを取り出して制御部２１０に供給する。暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１で暗号化された他方の暗号データ・フレームは暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２では解読できない。そのコマンドの受信に応答して、制御部２１０は、そのコマンドと共に含まれているデータを用いてリーダ／ライタ装置３０４を認証する。
【００８８】
認証が成功した場合は、所定期間内のランダムに選択された送信処理５６のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部２２２および送信部２３０をイネーブルし、データ生成部２２２は、メモリ２１４から取り出した所要のデータを所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２を用いて暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化する。送信部２３０はその暗号化されたタグＩＤを含む応答データでキャリアを変調して周波数ｆ2またはｆ2iのＲＦ信号を送信する。
【００８９】
図１１Ｄは、図１１Ｃの最初の受信処理５４において変更された暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２を有するアクティブＲＦ ＩＤタグ２０４がリーダ／ライタ装置３０４との通信可能範囲に来たときにおける、ＲＦ ＩＤタグ２０４の受信ＲＦ信号の受信処理５４、および暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２で暗号化された応答を搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイミングを示している。アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４は、図１１Ｃの２番目の受信処理５４および送信処理５６と同様の処理を行う。
【００９０】
このように、リーダ／ライタ装置３０４は、通信可能範囲に近づいたＲＦ ＩＤタグの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を、時間をかけて暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２に書き換えることができ、全てのＲＦ ＩＤタグ２０４の暗号鍵／解読鍵を最終的に書き換えることができる。
【００９１】
図１４は、リーダ／ライタ装置３０４によって実行される処理のフローチャートを示している。図１５は、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４によって実行される処理のフローチャートを示している。
【００９２】
図１４を参照すると、ステップ６１４において、リーダ／ライタ装置３０４の制御部３１０は、図８のステップ４１４〜４１８およびステップ４２２〜４３６に従って、ホスト・コンピュータから受信してメモリ３１４に暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１およびＫｅ２として格納した同じ１つの暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を用いて、タグＩＤ要求コマンドを含む送信データを所定の暗号方式に従って暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化して符号化されたデータのフレームを、連続する各タイムスロットにおいて充分短い間隔で繰り返し生成し、その符号化されたデータのフレームでキャリアを変調してＲＦ信号を送信する。
【００９３】
ステップ６１６において、制御部３１０は、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１と異なるホスト・コンピュータから受信した新しい暗号鍵／解読鍵（Ｋｅ２）があるかどうか、即ち暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を新しい暗号鍵／解読鍵（Ｋｅ２）に変更するための処理を実行する必要があるかどうかを判定する。暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を変更するための処理は必要ないと判定された場合は、手順はステップ６１４に戻る。
【００９４】
暗号鍵／解読鍵を変更するための処理が必要であると判定された場合は、ステップ６１８において、制御部３１０は、メモリ３１４における暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を維持しつつ、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２にその新しい暗号鍵／解読鍵（Ｋｅ２≠Ｋｅ１）を設定する。
【００９５】
ステップ６１８において、制御部３１０は、図８のステップ４１４〜４１８およびステップ４２２〜４３６に従って、タグＩＤ要求コマンドおよびその新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を含む送信データを所定の暗号方式に従って現在の暗号鍵Ｋｅ１を用いて暗号化して第１の暗号データを生成し、タグＩＤ要求コマンドを含む送信データを所定の暗号方式に従って新しい暗号鍵Ｋｅ２（≠Ｋｅ１）を用いて暗号化して第２の暗号データを生成し、それら第１と第２の暗号データを交互に所定の符号化方式に従って符号化して符号化されたデータのフレームを生成し、その符号化されたデータのフレームでキャリアを変調して周波数ｆ1でＲＦ信号を送信し続ける。
【００９６】
ステップ６２２において、制御部３１０は、メモリ３１４中のリストＬＩＤを参照して、リストＬＩＤ中の全てのＲＦ ＩＤタグに新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２が設定されたかどうかを判定する。全てのＲＦ ＩＤタグに新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２が設定されてはいないと判定された場合は、手順はステップ６２０に戻る。
【００９７】
全てのＲＦ ＩＤタグに新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２が設定されたと判定された場合は、ステップ６２４において、制御部３１０は、メモリ３１４における変更前の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１を削除して、暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１に新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ１＝Ｋｅ２を設定する。その後、手順はステップ６１４に戻る。
【００９８】
図１５を参照すると、ステップ７１４において、ＲＦ ＩＤタグ２０４の制御部２１０は、図９Ａおよび９Ｂのステップ５０２〜５３０に従って、タグＩＤ要求コマンド等を含む暗号データ・フレームを搬送するＲＦ信号を受信して復調し、復調された暗号データ・フレームを所定の符号化方式に従って復号して復号された暗号データ・フレームを生成し、その復号された暗号データ・フレームを所定の暗号方式に従ってメモリ２１４における暗号鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１を用いて解読し、タグＩＤ要求コマンドを含むデータを取り出して制御部２１０に供給する。制御部２１０は、そのコマンドに含まれている時刻ＴおよびシステムＩＤを用いてリーダ／ライタ装置３０４を認証する。認証が成功した場合は、所定期間内のランダムに選択された送信処理５６のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部２２２および送信部２３０をイネーブルし、データ生成部２２２は、メモリ２１４から取り出したタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含む応答データを、所定の暗号方式に従って暗号鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１を用いて暗号化して暗号データ・フレームを生成し、その暗号データ・フレームを所定の符号化方式に従って符号化し、所定の符号化方式に従って符号化して符号化された暗号データ・フレームを生成し、その符号化されたデータ・フレームでキャリアを変調してＲＦ信号を送信する。
【００９９】
ステップ７１６において、制御部２１０は、リーダ／ライタ装置３０４から現在の暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ１と異なる新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を受信したかどうかを判定する。新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を受信しなかったと判定された場合は、手順はステップ７１４に戻る。
【０１００】
新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ２を受信したと判定された場合は、ステップ７１８において、制御部２１０は、暗号鍵／解読鍵Ｋｅに新しい暗号鍵／解読鍵Ｋｅ＝Ｋｅ２を設定する。その後、手順はステップ７１４に戻る。
【０１０１】
以上の説明では、本発明をＲＦ ＩＤタグに関連して説明したが、これに限定されることなく、本発明が非接触ＩＣカードにも適用できることは、この分野の専門家には理解されるであろう。
【０１０２】
以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素を組み合わせること、その変形およびバリエーションは当業者にとって明らかであり、当業者であれば本発明の原理および請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく上述の実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。
【０１０３】
以上の実施例を含む実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  情報処理装置に接続されていて、第１のメモリと、第１の制御部と、情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する第１の暗号化部と、前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する第１の送信部と、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された第１の受信部と、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する第１の解読部と、を具える読取り書込み装置と、
第２のメモリと、第２の制御部と、前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する第２の受信部と、前記第１の周波数の前記情報要求信号によって搬送された暗号データを解読して前記要求データを再生する第２の解読部と、前記再生された要求データにおける前記情報要求に応答して前記第２のメモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する第２の暗号化部と、前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の応答信号を送信する第２の送信部と、を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置と、
を含む、非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システムであって、
前記情報処理装置からの要求に応答して、前記第１の暗号化部は、前記第１の制御部の制御の下で、前記第１のメモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記第１のメモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記第１の送信部は、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信し、
前記第２の受信部は、前記第２の制御部の制御の下で、所定の周期毎の所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスし、
前記第２の受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記第２の制御部の制御の下で、前記第２の受信部はさらに前記第１の周波数の前記情報要求信号を受信し、前記第２の解読部は、前記第１の周波数の前記情報要求信号によって搬送された暗号データを前記第２のメモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生し、前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵は前記第１または第２の暗号鍵であり、
前記第２の解読部によって再生されたデータに含まれている前記情報要求に応答して、前記第２の暗号化部は前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成し、前記第２の送信部は前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の前記応答信号を送信するよう動作し、
前記第１の受信部は前記第２の周波数の前記応答信号を受信し、前記第１の解読部は前記第２の周波数の前記応答信号によって搬送された前記応答暗号データを前記第１のメモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生し、
前記第２の解読部によって再生されたデータに、前記第２のメモリに格納されている前記１つの暗号鍵と異なる前記第２の暗号鍵が含まれている場合には、前記第２の制御部は、前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記第２の暗号鍵を設定するよう動作することを特徴とする、情報アクセス・システム。
（付記２）  前記第１の暗号データと前記第２の暗号データは前記第１の周波数の前記情報要求信号によって交互に搬送されるものであることを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記３）  前記第１の制御部は、前記第１のメモリに格納される前記第１および第２の暗号鍵として最初は同じ１つの暗号鍵を設定し、前記第１の暗号鍵と異なる新しい暗号鍵を前記情報処理装置から受信したときに前記第２の暗号鍵として前記新しい暗号鍵を設定することを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記４）  前記アクティブ型非接触情報記憶装置のような複数のアクティブ型非接触情報記憶装置を含み、
前記複数のアクティブ型非接触情報記憶装置の全てから前記第１の暗号データに対する前記応答暗号データを受信したことが確認されたとき、前記第１の制御部は、前記第１のメモリに格納される前記第１の暗号鍵としても前記第２の暗号鍵を設定することを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記５）  前記第２の受信部は、前記第１と第２の暗号データの双方を受信するのに充分な長さの期間だけ前記第１の周波数の前記情報要求信号を受信することを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記６）  前記第２の制御部は、前記第２の暗号化部が前記１つの暗号鍵としての前記第１の暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成した後で、前記第２のメモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記第２の暗号鍵を設定するよう動作することを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記７）  前記第２の制御部は、キャリア・センスのとき、前記或る所定期間および次の所定期間において前記第２の受信部を動作状態にしかつ前記第２の送信部を不動作状態にし、前記第２の受信部が前記或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスしても検知できなかったとき、前記キャリア・センスの前記或る所定期間と次にキャリア・センスを行うべき前記次の所定期間との間の非キャリア・センス期間において、前記第２の受信部および前記第２の送信部を不動作状態を維持するよう制御することを特徴とする、付記１に記載の情報アクセス・システム。
（付記８）  情報処理装置に接続されていて、複数の非接触情報記憶装置と通信可能な読取り書込み装置であって、
メモリと、
制御部と、
情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する暗号化部と、
前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する送信部と、
前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された受信部と、
前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する解読部と、を具え、
前記情報処理装置からの要求に応答して、前記暗号化部は、前記制御部の制御の下で、前記メモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記メモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記送信部は、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信し、
前記受信部は前記第２の周波数のＲＦ信号を受信し、前記解読部は前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された前記別の暗号データを前記メモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生することを特徴とする、読取り書込み装置。
（付記９）  前記第１の暗号データと前記第２の暗号データは前記第１の周波数の前記情報要求信号によって交互に搬送されるものであることを特徴とする、付記８に記載の読取り書込み装置。
（付記１０）  前記複数の非接触情報記憶装置の全てから前記第１の暗号データに対する前記応答暗号データを受信したことが確認されたとき、前記制御部は、前記第１のメモリに格納される前記第１の暗号鍵としても前記第２の暗号鍵を設定することを特徴とする、付記８に記載の読取り書込み装置。
（付記１１）  読取り書込み装置と通信可能なアクティブ型非接触情報記憶装置であって、
メモリと、
制御部と、
第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、
前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを解読して、情報要求を含む要求データを再生する解読部と、
前記再生された要求データにおける前記情報要求に応答して前記メモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する暗号化部と、
前記応答暗号データを搬送する前記第１の周波数と異なる第２の周波数の応答信号を送信する送信部と、
を具え、
前記受信部は、前記制御部の制御の下で、所定の周期毎の所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスし、
前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部の制御の下で、前記受信部はさらに前記第１の周波数のＲＦ信号を受信し、前記解読部は、前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを前記メモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生し、
前記解読部によって再生されたデータに含まれている前記情報要求に応答して、前記暗号化部は前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成し、前記送信部は前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の前記応答信号を送信するよう動作し、
前記解読部によって再生されたデータに、前記メモリに格納されている前記１つの暗号鍵と異なる別の暗号鍵が含まれている場合には、前記制御部は、前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記別の暗号鍵を設定するよう動作することを特徴とする、アクティブ型非接触情報記憶装置。
（付記１２）  前記受信部は、前記第１と第２の暗号データの双方を受信するのに充分な長さの期間だけ前記第１の周波数の前記情報要求信号を受信することを特徴とする、付記１１に記載の情報アクセス・システム。
（付記１３）  情報処理装置に接続されていて複数の非接触情報記憶装置と通信可能な読取り書込み装置用の記憶媒体に格納されたプログラムであって、
前記読取り書込み装置は、メモリと、制御部と、情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する暗号化部と、前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する送信部と、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された受信部と、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する解読部と、を具え、
前記制御部の制御の下で、前記情報処理装置からの要求に応答して、前記暗号化部によって、前記メモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記メモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記送信部によって、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信するステップと、
前記受信部によって、前記第２の周波数のＲＦ信号を受信するステップと、
前記解読部によって、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された前記別の暗号データを前記メモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生するステップと、
を実行させるよう動作可能なプログラム。
（付記１４）  読取り書込み装置と通信可能なアクティブ型非接触情報記憶装置用の記憶媒体に格納されたプログラムであって、
前記アクティブ型非接触情報記憶装置は、メモリと、制御部と、第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを解読して、情報要求を含む要求データを再生する解読部と、前記再生された要求データにおける前記情報要求に応答して前記メモリに格納されている識別情報を含む応答データを暗号化して応答暗号データを生成する暗号化部と、前記応答暗号データを搬送する前記第１の周波数と異なる第２の周波数の応答信号を送信する送信部と、を具え、
前記制御部の制御の下で、前記受信部によって、所定の周期毎の所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスするステップと、
前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部の制御の下で、前記受信部によってさらに前記第１の周波数のＲＦ信号を受信し、前記解読部によって、前記第１の周波数のＲＦ信号によって搬送された暗号データを前記メモリに格納された１つの暗号鍵を用いて解読してデータを再生するステップと、
前記解読部によって再生されたデータに含まれている前記情報要求に応答して、前記暗号化部によって前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵を用いて前記応答データを暗号化して前記応答暗号データを生成し、前記送信部によって前記応答暗号データを搬送する前記第２の周波数の前記応答信号を送信するよう動作するステップと、
前記解読部によって再生されたデータに、前記メモリに格納されている前記１つの暗号鍵と異なる別の暗号鍵が含まれている場合には、前記制御部によって、前記メモリに格納された前記１つの暗号鍵として前記別の暗号鍵を設定するステップと、
を実行するよう動作可能なプログラム。
（付記１５）  情報処理装置に接続されていて複数の非接触情報記憶装置と通信可能な読取り書込み装置において、前記複数の非接触情報記憶装置と通信する通信方法であって、
前記読取り書込み装置は、メモリと、制御部と、情報要求を含む要求データを暗号化して暗号データを生成する暗号化部と、前記暗号データを搬送する第１の周波数の情報要求信号を周期的に繰り返し送信する送信部と、前記第１の周波数と異なる第２の周波数のＲＦ信号を受信可能な連続的な受信待ち状態をとるよう構成された受信部と、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された別の暗号データを解読する解読部と、を具え、
前記制御部の制御の下で、前記情報処理装置からの要求に応答して、前記暗号化部によって、前記メモリに格納された第１の暗号鍵を用いて前記情報要求および第２の暗号鍵を含む第１のデータを暗号化して第１の暗号データを生成し、前記メモリに格納された第２の暗号鍵を用いて前記情報要求を含む第２のデータを暗号化して第２の暗号データを生成し、前記送信部によって、前記第１の暗号データと前記第２の暗号データを時分割的に搬送する前記第１の周波数の前記情報要求信号を周期的に繰り返し送信し、
前記受信部によって、前記第２の周波数のＲＦ信号を受信し、
前記解読部によって、前記第２の周波数のＲＦ信号によって搬送された前記別の暗号データを前記メモリに格納された対応する前記第１または第２の暗号鍵を用いて解読して前記応答データを再生することを特徴とする、通信方法。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、従来の改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグを読み取るためのリーダ／ライタ装置とＲＦ ＩＤタグのタイムチャートを示している。
【図２】図２は、さらに改良されたアクティブＲＦ ＩＤタグとリーダ／ライタ装置３００の構成を示している。
【図３】図３Ａは、リーダ／ライタ装置のタグＩＤ要求コマンド等の情報を含むデータを搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図３Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図３Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および応答を搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。
【図４】図４は、リーダ／ライタ装置によって実行される処理のフローチャートを示している。
【図５Ａ】図５Ａおよび５Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグによって実行される処理のフローチャートを示している。
【図５Ｂ】（図5Aで説明）
【図６】図６は、図２の構成を変形したより安全なアクティブＲＦ ＩＤタグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。
【図７】図７Ａは、リーダ／ライタ装置のＩＤ要求コマンド等のデータを搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図７Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図７Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および認証成功の場合における応答を搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。
【図８】図８は、リーダ／ライタ装置によって実行される処理のフローチャートを示している。
【図９Ａ】図９Ａおよび９Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグによって実行される処理のフローチャートを示している。
【図９Ｂ】（図9Aで説明）
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、アクティブＲＦ ＩＤタグおよびリーダ／ライタ装置の構成を示している。
【図１１】図１１は、図１１Ａは、リーダ／ライタ装置の２つの暗号鍵で暗号化されたタグＩＤ要求または情報要求コマンド（ＣＭＤ）を含むデータのフレームを搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図１１Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図１１Ｃおよび１１Ｄは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および暗号鍵／解読鍵で暗号化された応答を搬送するＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。
【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれの暗号鍵／解読鍵を用いてそれぞれ暗号化されたデータのフレームの例を示している。
【図１３】図１３は、リーダ／ライタ装置のメモリに格納される登録された複数のアクティブＲＦ ＩＤタグのタグＩＤのリストの例を示している。
【図１４】図１４は、リーダ／ライタ装置によって実行される処理のフローチャートを示している。
【図１５】図１５は、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４によって実行される処理のフローチャートを示している。
【符号の説明】
【０１０５】
２０４  アクティブＲＦ ＩＤタグ
２１０  制御部
２１４  メモリ
２２２  データ生成部
２３０  送信部
２４４  データ復号部
２５０  受信部
３０４  リーダ／ライタ装置
３１０  制御部
３１４  メモリ
３２２  データ生成部
３３０  送信部
３４４  データ復号部
３５０  受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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