(57)【要約】【課題】暗号化処理等の特定の処理時に電源ラインの消費電流をモニタリングすることを確実に防止でき、セキュリティ性に優れた携帯可能電子装置を提供する。【解決手段】ＩＣカードリーダ・ライタ１２から供給される電源により動作し、当該ＩＣカードリーダ・ライタ１２との間でデータの授受を行なうとともに各種データ処理を行なうＩＣカード１１において、暗号化処理などの重要な処理を行なうとき、ＩＣカードリーダ・ライタ１２からの電源供給を切り離し、内部の電力蓄積部２８に蓄積した電力を動作電源として用いる。【選択図】　　図２
2004078838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種処理を行なう携帯可能電子装置において、
外部装置から供給される電源をオン、オフするためのスイッチ手段と、
通常は前記スイッチ手段をオン状態に制御し、あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき前記スイッチ手段をオフ状態に制御するスイッチ制御手段と、
前記スイッチ手段がオン状態のとき外部装置から供給される電源電力を蓄積し、前記スイッチ手段がオフ状態のとき外部装置から供給される電源に代えて各部に動作電源を供給する電力蓄積手段と、
を具備したことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項２】
外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種処理を行なう携帯可能電子装置において、
外部装置から供給される電源をオン、オフするためのスイッチ手段と、
通常は前記スイッチ手段をオン状態に制御し、あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき前記スイッチ手段をオフ状態に制御する第１のスイッチ制御手段と、
前記スイッチ手段がオン状態のとき外部装置から供給される電源電力を蓄積し、前記スイッチ手段がオフ状態のとき外部装置から供給される電源に代えて各部に動作電源を供給する電力蓄積手段と、
この電力蓄積手段の電力蓄積量を検知する電力検知手段と、
あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき、前記電力検知手段の検知結果に基づき前記スイッチ手段をオン、オフ制御する第２のスイッチ制御手段と、
を具備したことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項３】
前記特定の処理とは、所定の暗号鍵を用いてデータを暗号化する暗号化処理等の重要な処理のことであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の携帯可能電子装置。
【請求項４】
前記電力蓄積手段は大容量のコンデンサによって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の携帯可能電子装置。
【請求項５】
外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種処理を行なう携帯可能電子装置において、
外部装置から供給される電源を受ける電源ラインに接続され、電源電流の変動を平滑化する電源電流平滑手段を設けたことを特徴とする携帯可能電子装置。
【請求項６】
前記電源電流平滑手段は大容量のコンデンサによって構成されていることを特徴とする請求項６記載の携帯可能電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、クレジットカード、ポイントカード、社員証などとして用いられ、外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種データ処理を行なう、いわゆるＩＣカードと称される携帯可能電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、携帯可能電子装置として、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ、および、これらを制御するＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）などの制御素子を有するＩＣチップを内蔵したＩＣカードが、たとえば、クレジットカード、ポイントカード、社員証などとして用いられている。
一般に、この種のＩＣカードは、外部装置（ＩＣカードリーダ・ライタ）から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でコマンドやレスポンスを用いてデータの授受を行なうとともに各種データ処理を行なうようになっている。
【０００３】
ところで、ＩＣカードと外部装置（ＩＣカードリーダ・ライタ）は、特に重要な取引などを行なう際、事前にそれぞれ所有している所定の暗号鍵（キー）を用いて暗号計算（暗号化処理）を行ない、その結果をお互いに照合することで正当性を確認する、いわゆる相互認証などが行なわれている。
【０００４】
これにより、暗号鍵を知らない者が不正にＩＣカードへアクセスした場合には、照合が取れず、不正にＩＣカードのデータの取得や改ざんが行なわれることを防止することが可能である。すなわち、外部からの不正なアクセスに対しセキュリティを保つことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、たとえば、電源ラインに外部電源モニタを接続して、暗号化処理時の電源ラインの消費電流をモニタリングすることにより、電源電流の変動を解析し、ＩＣカードが所有している暗号鍵や暗号計算方法などの重要な処理内容を盗まれる恐れがある。
しかし、ＩＣカードが所有している暗号鍵や暗号処理方法を不正に取得する事を目的とし、暗号処理時の電源ラインの消費電流をモニタリングする解析方法がある。
【０００６】
そこで、本発明は、暗号化処理等の特定の処理時に電源ラインの消費電流をモニタリングすることを確実に防止でき、セキュリティ性に優れた携帯可能電子装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯可能電子装置は、外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種処理を行なう携帯可能電子装置において、外部装置から供給される電源をオン、オフするためのスイッチ手段と、通常は前記スイッチ手段をオン状態に制御し、あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき前記スイッチ手段をオフ状態に制御するスイッチ制御手段と、前記スイッチ手段がオン状態のとき外部装置から供給される電源電力を蓄積し、前記スイッチ手段がオフ状態のとき外部装置から供給される電源に代えて各部に動作電源を供給する電力蓄積手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の携帯可能電子装置は、外部装置から供給される電源により動作し、当該外部装置との間でデータの授受を行なうとともに各種処理を行なう携帯可能電子装置において、外部装置から供給される電源をオン、オフするためのスイッチ手段と、通常は前記スイッチ手段をオン状態に制御し、あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき前記スイッチ手段をオフ状態に制御する第１のスイッチ制御手段と、前記スイッチ手段がオン状態のとき外部装置から供給される電源電力を蓄積し、前記スイッチ手段がオフ状態のとき外部装置から供給される電源に代えて各部に動作電源を供給する電力蓄積手段と、この電力蓄積手段の電力蓄積量を検知する電力検知手段と、あらかじめ定められた特定の処理を行なうとき、前記電力検知手段の検知結果に基づき前記スイッチ手段をオン、オフ制御する第２のスイッチ制御手段とを具備している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る携帯可能電子装置としてのＩＣカードを取扱う端末装置の構成例を示すものである。この端末装置は、ＩＣカード１１を外部装置としてのＩＣカードリーダ・ライタ１２を介して端末制御部１３と接続可能にするとともに、端末制御部１３にキーボード１４、ＣＲＴディスプレイ装置１５、および、プリンタ１６を接続して構成される。
【００１０】
図２は、第１の実施の形態に係るＩＣカード１１の構成例を示すものであり、制御手段としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）などの制御部２１、記憶内容が消去可能な不揮発性のデータメモリ２２、ワーキングメモリ２３、プログラムメモリ２４、ＩＣカードリーダ・ライタ１２との電気的接触を得るための端子部２５、各部へ動作電源を供給する電源供給部２６、外部から供給される電源をオン、オフするための外部電源スイッチ２７、外部から供給される電源の電力を蓄積する電力蓄積部２８、電力蓄積部２８に蓄積された電力量を検知する電力検知部２９によって構成されている。
【００１１】
データメモリ２２は、各種データの記憶に使用され、たとえば、ＥＥＰＲＯＭなどの消去可能な不揮発性メモリで構成されている。ワーキングメモリ２３は、制御部２１が処理を行なう際の処理データを一時的に保持するためのメモリであり、たとえば、ＲＡＭなどの揮発性メモリで構成されている。プログラムメモリ２４は、たとえば、マスクＲＯＭで構成されており、制御部２１の制御プログラムなどを記憶するものである。
【００１２】
端子部２５は、ＩＣカードリーダ・ライタ１２から供給される電源が入力される電源端子（Ｖｃｃ）、グランド端子（Ｇｎｄ）、リセット信号が入力されるリセット信号端子（ＲＳＴ）端子、クロック信号が入力されるクロック信号端子（ＣＬＫ）、ＩＣカードリーダ・ライタ１２との間でデータの授受を行なうデータ入出力端子（Ｉ／Ｏ）などが存在する。
【００１３】
電源供給部２６は、電源端子（Ｖｃｃ）に入力された電源を各部へ動作電源として供給する。
外部電源スイッチ２７は、端子部２５内の電源端子（Ｖｃｃ）と電源供給部２６との間の電源ラインに接続されていて、外部から供給される電源をオン、オフするためのスイッチ手段である。
【００１４】
電力蓄積部２８は、外部電源スイッチ２７と電源供給部２６との間の電源ラインに接続されていて、外部電源スイッチ２７がオン状態のとき、電源端子（Ｖｃｃ）に入力された電源の電力を蓄積し、外部電源スイッチ２７がオフ状態のとき、外部からの電源に代えて電源供給部２６へ動作電源を供給する電力蓄積手段である。
電力検知部２９は、電力蓄積部２８に蓄積された電力量を検知し、その検知結果を制御部２１へ送る。
【００１５】
このような構成において、通常の処理を行なう場合の動作について説明する。ＩＣカード１１をＩＣカードリーダ・ライタ１２に挿入してセットし、所望の処理を始めるときは、外部電源スイッチ２７はオン状態に設定されている。したがって、ＩＣカードリーダ・ライタ１２から供給される電源は、電源端子（Ｖｃｃ）を経由して外部電源スイッチ２７を通り、電源蓄積部２８で電力を蓄積しながら、電源供給部２６を経由して各部へ供給される。
【００１６】
次に、暗号化処理などの重要な処理（特定の処理）を行なう場合の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
制御部２１が、たとえば、ＩＣカードリーダ・ライタ１２との間で相互認証を行なうための暗号化処理を行なうことを判断すると（ステップＳ１）、外部電源スイッチ２７をオフ状態に設定する（ステップＳ２）。すると、当該ＩＣカード１１内の動作電源は、外部から供給される電源に代えて、電源蓄積部２８から電源供給部２６を経由して各回路へ供給される。すなわち、暗号化処理を開始するときは、外部電源は切り離される。
【００１７】
次に、制御部２１は暗号化処理を開始する（ステップＳ３）。次に、制御部２１は、当該暗号化処理が終了したか否かをチェックし（ステップＳ４）、終了している場合は、外部電源スイッチ２７を再びオン状態に設定する（ステップＳ５）。したがって、再びＩＣカードリーダ・ライタ１２から電源が供給される。
【００１８】
ステップＳ４におけるチェックの結果、暗号化処理が終了していない場合、制御部２１は、電力検知部２９の検知結果を参照することにより、電源蓄積部２８の電力蓄積量があらかじめ設定された所定値以上あるか否かをチェックし（ステップＳ６）、電力蓄積量が所定値以上ある場合、ステップＳ４に戻り、上記同様な動作を繰り返す。
【００１９】
ステップＳ６におけるチェックの結果、電力蓄積量が所定値以上ない場合、制御部２１は、暗号化処理を一時中断し（ステップＳ７）、外部電源スイッチ２７を再びオン状態に設定する（ステップＳ８）。したがって、再びＩＣカードリーダ・ライタ１２から電源が供給され、電力蓄積部２８に電力が蓄積される。
【００２０】
次に、制御部２１は、再び電力検知部２９の検知結果を参照することにより、電源蓄積部２８の電力蓄積量があらかじめ設定された所定値以上になったか否かをチェックし（ステップＳ９）、電力蓄積量が所定値以上になると、ステップＳ２に戻り、上記同様な動作を繰り返す。すなわち、外部電源スイッチ２７をオフ状態に設定して、暗号化処理を開始することを繰り返す。
【００２１】
このように、暗号化処理などの重要な処理を行なうときは、ＩＣカードリーダ・ライタ１２から供給される電源を遮断して、内部において電源蓄積部２８に充電された電力を使用することで、たとえば、電源ラインに外部電源モニタを接続して、電源の電流変化を読取られる心配が全くなくなる。
【００２２】
次に、上述したＩＣカード１１の要部の具体的な回路例について説明する。図４は、外部電源スイッチ２７および電源蓄積部２８の機能を実現する基本的な回路構成の一例を示している。
外部電源スイッチ２７は、たとえば、バイポーラ型トランジスタＴＲを用いることで、スイッチ機能が実現できる。トランジスタＴＲのベース（Ｂ）に制御部２１からのオン，オフ制御信号を送ることにより、コレクター（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）との間のオン，オフが可能となる。また、電力蓄積部２８は、たとえば、容量の大きいコンデンサＣを用いることで、電力の充電および放電を実現可能である。
【００２３】
次に、図４の具体的な回路を用いた場合の外部電源スイッチ２７および暗号化処理のタイミングについて、図５を用いて説明する。
暗号化処理を行なう場合、暗号化処理を行なう所定時間ｔ前に制御部２１からハイ（Ｈ）レベルからロー（Ｌ）レベルへ変化する制御信号をトランジスタＴＲのベース（Ｂ）へ送る（図５ａ）。すると、そのタイミングでトランジスタＴＲはオン状態からオフ状態になり（図５ｂ）、外部からの電源が切り離され、電源蓄積部２８に充電されている電力が電源供給部２６を経由して各部へ電源として供給される（図５ｃ）。次に、暗号化処理を開始する（図５ｄ）。
【００２４】
暗号化処理の終了後、あるいは、一時中断させた後は、上記の逆の動作であり、制御部２１から、ＬレベルからＨレベルへ変化する制御信号をトランジスタＴＲのベース（Ｂ）へ送る。すると、そのタイミングでトランジスタＴＲはオフ状態から再びオン状態になり、外部からの電源が供給され、電源蓄積部２８は充電を始めるとともに、各部へ外部からの電源が供給される。
【００２５】
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、前述した第１の実施の形態のように、外部電源スイッチ２７、電源蓄積部２８および電力検知部２９を用いるのではなく、図６に示すように、電源端子（Ｖｃｃ）と電源供給部２６との間の電源ラインに、電源電流の変動を平滑化する電源電流平滑手段としての電源電流平滑部３０を設けた構成であり、その外は第１の実施の形態と同様である。
なお、電源電流平滑部３０の接続位置は、できる限り電源供給部２６の近傍が最適である。また、電源電流平滑部３０は、たとえば、大容量のコンデンサで実現可能である。
【００２６】
これにより、外部から供給される電源の電流変動が平滑されるので、暗号化などの処理を行なった場合でも、電源電流の変動を外部電源モニタでモニタされずに済む。
【００２７】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、暗号化処理などの重要な処理を行なうとき、外部からの電源供給を切り離し、内部の蓄積した電力を用いることにより、外部から供給される電源の電流変動を解析された場合でも、全く解析されることはない。
【００２８】
また、第２の実施の形態によれば、電源電流の変動を平滑化する電源電流平滑部３０を設けることで、外部から供給される電源の電流変動を解析された場合でも、電流変動が平滑されており、解析が極めて困難になる。
【００２９】
なお、前記実施の形態では、外部電源を切り離すタイミングは、「暗号化処理」と限定しているが、暗号化処理の中の特に非常に重要な演算処理の部分についてだけでも有効である。また、本発明は、暗号化処理に限らず、外部に知られたくない処理の全てについても有効である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、暗号化処理等の特定の処理時に電源ラインの消費電流をモニタリングすることを確実に防止でき、セキュリティ性に優れた携帯可能電子装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る携帯可能電子装置としてのＩＣカードを取扱う端末装置の構成例を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態に係るＩＣカードの構成例を示すブロック図。
【図３】暗号化処理を行なう場合の動作を説明するフローチャート。
【図４】ＩＣカードの要部の具体的な回路例を示す構成図。
【図５】図４の具体的な回路を用いた場合の外部電源スイッチおよび暗号化処理のタイミングについて説明するタイミングチャート。
【図６】第２の実施の形態に係るＩＣカードの構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１１…ＩＣカード（携帯可能電子装置）、１２…ＩＣカードリーダ・ライタ（外部装置）、１３…端末制御部、１４…キーボード、１５…ディスプレイ装置、１６…プリンタ、２１…制御部（スイッチ制御手段）、２２…デ―タメモリ、２３…ワーキングメモリ、２４…プログラムメモリ、２５…端子部、２６…電源供給部、２７…外部電源スイッチ（スイッチ手段）、２８…電力蓄積部（電力蓄積手段）、２９…電力検知部（電力検知手段）、３０…電源電流平滑部（電源電流平滑手段）。
【図１】
2004078838.tif 000003
【図２】
2004078838.tif 000004
【図３】
2004078838.tif 000005
【図４】
2004078838.tif 000006
【図５】
2004078838.tif 000007
【図６】
2004078838.tif 000008