(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データキャリアに記録されたデータによって管理区域への入場を規制する入退出管理システムであって、
管理区域と非管理区域との境界に位置する入退出ゲート装置と、前記データキャリアに記録されたデータを読み込むデータ入出力装置と、データ入力装置より入力されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御する制御演算部とを有し、
前記データキャリアに記録されるデータは、入退出情報を含む第１のデータと、第１のデータの誤りを検出するための第２のデータとからなり、かつ第２のデータは第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成されるデータであり、
前記制御演算部は、前記データ入出力装置より前記データキャリアに記録された第１および第２のデータが入力される度毎に、第１のデータと前記秘密情報との非線形演算を実施するとともに、その演算結果と第２のデータとを比較し、両者が一致した場合のみ、利用者の通過を許諾するよう入退出ゲート装置を制御することを特徴とする入退出管理システム。
【請求項２】
複数のＩＤ番号と、それぞれのＩＤ番号に対する入退出情報と、不正ＩＤ番号とを登録し管理するデータ管理部を有し、
前記第１のデータは、ＩＤ番号と当該ＩＤ番号に対する入退出情報とを含み、
前記制御演算部は、前記演算結果と第２のデータとが一致した場合、第１のデータに含まれるＩＤ番号と前記データ管理部に登録されている不正ＩＤ番号とを比較し、両者が不一致の場合のみ、利用者の通過を許諾するよう入退出ゲート装置を制御することを特徴とする請求項１記載の入退出管理システム。
【請求項３】
前記データ管理部は、ＩＤ番号ごとに入退出を監視し、入退出情報と矛盾する入退出のあったＩＤ番号を不正ＩＤ番号として登録することを特徴とする請求項２記載の入退出管理システム。
【請求項４】
前記制御演算部は、前記データキャリアに記録されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御するとともに、第１のデータと第２のデータとを更新して前記データ入出力装置へ送信し、前記データ入出力装置は前記制御演算部からの更新データを前記データキャリアに書き込むことを特徴とする請求項１乃至３記載の入退出管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データキャリアに記録されたデータによって管理区域への入退場を制限する入退出管理システムに係り、特に不正なデータキャリアの使用を防止した入退出管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリペイドカードなどのデータキャリアをチケットとして用いたサービス提供形態が数多く見られる。その１つとして入退出管理システムがある。
図７はこの種の入退出管理システムの従来例を示すブロック図である。この入退出管理システム７００は、管理区域と非管理区域との境界に位置する入退出ゲート装置７０１と、データキャリア（チケット）７５０に記録された情報を読み込み入力するデータ入出力装置７０２と、データ入出力装置７０２より入力された情報に基づいてゲート装置７０１を制御する制御演算部７０３とを有する。データキャリア７５０には、入退出を許可するか否かの情報を含む第１のデータ７５１と、第１のデータ７５１の誤りを検出するための第２のデータ７５２とが記録されている。第２のデータ７５２にはパリティチェックコードが用いられる。
この入退出管理システム７００は以下のようにして管理区域内への入退出管理を行う。
データ入出力装置７０２は、データキャリア７５０がチケット挿入口に挿入されると、データキャリア７５０から第１のデータ７５１と第２のデータ７５２とを読み込み、それらを制御演算部７０３に送信する。制御演算部７０３は、受信した第２のデータ７５２を用いて第１のデータ７５１に誤りがないかどうかを調べる。第１のデータ７５１に誤りがないことを確認できたら、第１のデータ７５１を解読し、入退出の許可がされているかどうかを調べ、許可がされていればゲート装置７０１にゲート開放要求を出す。また、入退出が行われる度毎に第１のデータ７５１および第２のデータ７５２を更新し、更新データをデータ入出力装置７０２に送信する。データ入出力装置７０２は、制御演算部７０３から受信した更新データをデータキャリア７５０に書き込む。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の入退出管理システム７００は、データキャリア７５０を用いた利便性の高いサービスを提供できる反面、第２のデータ７５２に使用するパリティチェックコードの生成方法を知っている不正者にとっては、データキャリア７５０上のデータを改変することが容易であるという欠点を有している。パリティチェックコードの生成方法が分かれば、第１のデータ７５１を自由に書き換えることができ、それに対応させて第２のデータ７５２を生成することも容易にできるからである。
そのため近年、データキャリア７５０に記録されたデータを改変した偽造カードが作成され不正に使用されることによる損害が多発している。偽造カードが使用されることにより、入退出管理を行っている施設運営者やデータキャリア７５０の販売者は、本来支払われるべき入場料などが得られなくなるため、多大な損失を被ることになる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、データを改変した不正なデータキャリアを使用することが困難な入退出管理システムを提供することを課題とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、データキャリアに記録されたデータによって管理区域への入場を規制する入退出管理システムであって、管理区域と管理区域外との境界に位置する入退出ゲート装置と、前記データキャリアに記録されたデータを読み込むデータ入出力装置と、データ入力装置より入力されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御する制御演算部とを有し、前記データキャリアに記録されるデータは、入退出情報を含む第１のデータと、第１のデータの誤りを検出するための第２のデータとからなり、かつ第２のデータは第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成されるデータであり、前記制御演算部は、前記データ入出力装置より前記データキャリアに記録された第１および第2のデータが入力される度毎に、第１のデータと前記秘密情報との非線形演算を実施するとともに、その演算結果と第２のデータとを比較し、両者が一致した場合のみ、利用者の通過を許諾すべく入退出ゲート装置の開閉を制御することを特徴としている。
上記のように、データキャリア上の第２のデータを、当該データキャリア上の第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成するようにしたことにより、システム固有の秘密情報を有しないシステム管埋者以外の者がデータキャリア上のデータを改変しようとしても、第２のデータを作成することはできないので、データキャリア上のデータを改変し、不正使用することは困難となる。また、データキャリア上の第１、第２のデータから非線形演算の構造およびシステム固有の秘密情報を推定することは極めて困難であるから、システム管理者以外の者が非線形演算の構造およびシステム固有の秘密情報を推定し、その秘密情報などを元に、第１のデータから第２のデータを算出することもできない。したがって、請求項１記載のシステムによれば、データを改変した不正なデータキャリアの使用を防止できる。
【０００５】
また、請求項２記載の発明は、データキャリアに記録されたデータによって管理区域への入場を規制する入退出管理システムであって、管理区域と管理区域外との境界に位置する入退出ゲート装置と、前記データキャリアに記録されたデータを読み込むデータ入出力装置と、データ入力装置より入力されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御する制御演算部と、複数のＩＤ番号と、それぞれのＩＤ番号に対する入退出情報と、不正ＩＤ番号とを登録し管理するデータ管理部とを有し、前記データキャリアに記録されるデータは、ＩＤ番号と当該ＩＤ番号に対する入退出情報とを含む第１のデータと、第１のデータの誤りを検出するための第２のデータとからなり、かつ第２のデータは第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成されるデータであり、前記制御演算部は、前記データ入出力装置より前記データキャリアに記録された第１および第2のデータが入力される度毎に、第１のデータと前記秘密情報との非線形演算を実施するとともに、その演算結果と第２のデータとを比較し、両者が一致した場合、さらに第１のデータに含まれるＩＤ番号と前記データ管理部に登録されている不正ＩＤ番号とを比較し、両者が不一致の場合のみ、利用者の通過を許諾すべく入退出ゲート装置を制御することを特徴としている。
上記のように、第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算を実施して得られた演算結果と第２のデータとが一致し、且つ第１のデータに含まれるＩＤ番号とデータ管理部に登録されている不正ＩＤ番号とが不一致の場合のみ、利用者の通過を許すように入退出ゲート装置を制御することにより、データを改変した偽造のデータキャリアを使用することがより困難となる。しかも、第１のデータに含まれるＩＤ番号とデータ管理部に登録されている不正ＩＤ番号との一致により、データを複製した不正なデータキャリアを検出できる。したがって、請求項２記載のシステムによれば、データを改変した不正なデータキャリアの使用を請求項１の場合よりも更に確実に防止できる。
【０００６】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の入退出管理システムにおいて、前記制御演算部は、前記データ管理部は、ＩＤ番号ごとに入退出を監視し、入退出情報と矛盾する入退出のあったＩＤ番号を不正ＩＤ番号として登録することを特徴としている。上記のように、ＩＤ番号ごとに入退出を監視し、入退出情報と矛盾する入退出のあったＩＤ番号を不正ＩＤ番号として登録することにより、常に最新の不正ＩＤ番号が登録されるので、データを複製した不正なデータキャリアをより確実に検出でき，不正なデータキャリアの使用をより確実に防止できる。
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の入退出管理システムにおいて、前記制御演算部は、前記データキャリアに記録されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御するとともに、第１のデータと第２のデータとを更新して前記データ入出力装置へ送信し、前記データ入出力装置は前記制御演算部からの更新データを前記データキャリアに書き込むことを特徴とする。上記のように、データキャリアに記録されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御するとともに、第１のデータと第２のデータとを更新して当該データキャリアに書き込むことにより、入退出の度にそのデータキャリアに関する最新のデータを取得できるので、不正なデータキャリアの使用をより確実に防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る入退出管理システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。図示するように、この実施の形態の入退出管理システム１００は、管理区域と管理区域外との境界に位置する入退出ゲート装置１０２と、データキャリア１０２に記録された情報を読み込み入力するデータ入出力装置１０４と、データ入力装置１０４より入力された情報に基づいて入退出ゲート装置１０２を制御する制御演算部１０３と、システム全体のデータを管理するデータ管理部１０５とを有する。図中の鎖線による囲み部分は、データキャリア１０２、入退出ゲート装置１０２、制御演算部１０３およびデータ入出力装置１０４からなる同一構成のユニットを示している。
入退出ゲート装置１０２は、管理区域と非管理区域との境界に複数台並べて設置されており、各入退出ゲート装置１０２ごとに制御演算部１０３とデータ入出力装置１０４とが設けられている。すなわち、各入退出ゲート装置１０２には制御演算部１０３が１対１に接続されており、それぞれの制御演算部１０３にデータ入出力装置１０４が１対１に接続されている。そして、全ての制御演算部１０３が１つのデータ管理部１０５に接続されている。
データキャリア１０１には、入退出を許可するか否かの情報を含む第１のデータ（ＤＡＴＡ）１０６と、第１のデータ１０６の誤りを検出するための第２のデータ（ＭＡＣ）１０７とが記録されている。第２のデータ１０７は、第１のデータ１０６とシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成されるデータである。
制御演算部１０３は、データ入出力装置１０４を介して、データキャリア１０２に記録されている第１のデータ１０６と第２のデータ１０７とを取得し、当該データを用いて所定の演算を行い、その演算結果に応じて入退出ゲート１０２の開閉を制御する。そして、入退出が行われる度毎に、第１のデータ１０６および第２のデータ１０７を更新する。その際、第１のデータ１０６とシステム固有の秘密情報との非線形演算によって第２のデータ１０７を生成し書き換える。システム固有の秘密情報は、データキャリア１０１に記録されたデータの更新が行われる際、データ管理部１０５から各制御演算部１０３に対し前もって配信される。
上記のように、データキャリア１０１上の第２のデータ１０７を、当該データキャリア１０１上の第１のデータ１０６とシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成するようにしたことにより、システム管埋者以外の者によるデータキャリア１０１の偽造を防止できる。第１のデータ１０６を書き換えた場合、それに対応させて、第１のデータ１０６の誤りを検出するための第２のデータ１０７も書き換える必要があるが、システム固有の秘密情報を有しないシステム管埋者以外の者は、第１のデータ１０６を書き換えたとしても、対応する第２のデータ１０７を作成することはできないからである。また、データキャリア１０１上の第１、第２のデータ１０６、１０７から非線形演算の構造およびシステム固有の秘密情報を推定することは困難であるから、システム管理者以外の者が上記非線形演算の構造およびシステム固有の秘密情報を推定し、その秘密情報などを元に、第１のデータ１０６から第２のデータ１０７を算出することもできない。したがって、この入退出管理システム１００においては、データキャリア１０１上のデータを改変し、不正使用することは困難である。
【０００８】
上記非線形演算は暗号化手続きを用いて実現することができる。図２に上記非線形演算を実施するための非線形演算回路の構成例を示す。この非線形演算回路２００は、各制御演算部１０３内に設けられる。２０１(1)〜２０１(n)は暗号化手続き回路（Ｅ）、２０２(1)〜２０２(n-1)は排他的論理和回路である。暗号化手続き回路２０１(1)〜２０１(n)は、特定サイズのブロック毎に暗号化を実現するものであり、所定ビット数のＫＥＹ（鍵）を入力し、Ｍビットの平文を人力すると、Ｍビットの暗号文を出力する。ＫＥＹのビット数は必ずしもＭビットであるとは限らない。
この非線形演算回路２００を用いて、データキャリア１０１上の第１のデータ１０６およびシステム固有の秘密情報からデータキャリア上の第２のデータ１０７を算出する方法を説明する。
暗号化手続き回路２０１(1)〜２０１(n)はＭビット毎に平文を暗号化するため、まず、入力する平文データのビットサイズをＭの倍数にしなければならない。そこで、まず、第１のデータ１０６のビットサイズをＭの倍数となるように特定のデータ（例えばすべて０のビット列）２０３を付加する。Ｍの倍数のビットサイズとなったデータをＭビット毎に分割したものをそれぞれ、χ1，…，χnとする。
χ1は暗号化手続き回路２０１(1)によって暗号化され、暗号文y1となる。χ2はy1と排他的論理和回路２０２(1)によってビット毎に排他的論理和演算された後、暗号化手続き回路２０１(i)によって暗号化され、暗号文ｙ2となる。以下同様に、χi（ｉ＝１、２、３、…、ｎ）は前段の暗号文ｙi-1と排他的論理和演算された後に、暗号化手続き回路２０１(i)によって暗号化され、暗号文ｙiとなる。最終的に暗号化手続き回路２０１(n)２０７によって暗号化された暗号文ｙn＝ＭＡＣがデータキャリア１０１に記録される第２のデータ１０７となる。
【０００９】
以下、データキャリア１０１を複製使用した場合に、この実施の形態の入退出管理システム１００がどのようにして不正を検出するかを図３〜図６を用いて説明する。
図３はデータキャリア１０１、制御演算部１０３およびデータ管理部１０５のデータ構造を示したものである。データキャリア１０１上の第１のデータ１０６はＩＤ番号（ＩＤ1）３０１およびＩＤ番号に対する入退出情報（Ａ1）３０２を含んでいる。ここでは、入退出情報（Ａ1）は入退出回数すなわち、データ入出力装置１０４とデータを交換した回数を記録するものとする。
制御演算部１０３は、データキャリア１０１と入出力したデータ中のＩＤ番号（ＩＤ1）とその入退出情報（Ａ1）を一時的に記録する記憶領域３０３を備えている。
データ管理部１０５は、各データキャリア１０１上に記録されたＩＤ番号（ＩＤ1〜ＩＤn）と入退出情報（Ｂ1〜Ｂn）とを対応させて格納する記憶領域３０４を備える。データ管理部１０５は、後述するように、各制御演算部１０３の記憶領域３０３に記録されたデータを集計し、複製使用されたデータキャリア１０１上のＩＤ番号を検出し、不正ＩＤ番号として登録する。
ＩＤ番号は、データ管理部１０５の管理下にある図示しないキャリア発行機（発券機など）によりデータキャリア１０１に記録される各キャリア固有のデータである。
図４はＩＤ番号発行時における処理手順を示したものである。ｉ番目に発行するＩＤ番号をＩＤiとして示す。キャリア発行機は、データキャリア１０１を発行する度毎にＩＤiを生成し（Ｓ４０１）、Ａｉ＝０、Ｂi＝０として（Ｓ４０２）、ＩＤiおよびＡiをデータキャリア１０１上に記録する（Ｓ４０３）。ＩＤiおよびＢiはデータ管理部１０５に送られ管理データとして記録される（Ｓ４０４）。データキャリア発行時（ＩＤ番号発行時）には必ずＡｉ＝Ｂｉの関係が成立している。
図５は入退出管理システム１００における管理区域への入退出時の処理手順を示したものである。ここでは、制御演算部１０３の判定によって入退出が許可される場合を仮定する。まず、制御演算部１０３は、データキャリア１０１からＩＤiとＡiとを読み込み（Ｓ５０１）、Ａiをインクリメントし（Ｓ５０２）、ＩＤｉとＢｉとを制御演算部１０３内の記憶領域３０３およびデータキャリア１０１に記録する（Ｓ５０３、Ｓ５０４）。
【００１０】
図６は入退出管理システム１００における不正ＩＤ登録処理手順を示したものである。まず、ｉ番目に発行したＩＤ番号ＩＤiについて、各制御演算部１０３に記録されているＩＤiの総数Ｎｉを算出し（Ｓ６０１）、更に、ＩＤiと共に記録されている入退出情報Ａiの最大値Ｍiを算出する（Ｓ６０２）。次に、データ管理部１０５に記録されているｉ番目に発行されたＩＤ番号ＩＤiに対する入退出情報ＢiにＮiを加えたものを新たなＢiとし（Ｓ６０３）、その値ＢiとＭiとを比較する（Ｓ６０４）。その結果、ＢiとＭiとが等しくなければ（Ｓ６０４でＮｏ）、データ管理部１０５はｉ番目に発行されたＩＤ番号ＩＤｉを不正ＩＤとして登録する（Ｓ６０５）。最後に、制御演算部１０３において、ｉ番目に発行したＩＤ番号ＩＤｉに関する全データ（ＩＤｉ、Ａｉ）を削除し（Ｓ６０６）、ＩＤｉ対する不正ＩＤの判定を終了する。
上記のように、ＩＤ番号ＩＤiごとに、データ管理部１０５に管理されている入退出情報Ｂiとデータキャリア１０１に記録されている入退出情報Ａi（最大値Ｍi）とを比較し（Ｓ６０４）、両者が矛盾する場合（Ｓ６０４でＮｏ）は、そのＩＤ番号を不正ＩＤ番号としてデータ管理部１０５に登録することにより、常に最新の不正ＩＤ番号が登録されるので、不正なデータキャリア１０１の使用を確実に検出できる。
なお、本発明において、入退出ゲート装置は開閉可能な扉を有するものだけでなく、扉に代えて不正入退出を知らせるための警報ブザーや警報ランプなどの他の手段を備えたものであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような優れた効果を奏する。請求項１記載の入退出管理システムにおいては、データキャリア上の第２のデータを、当該データキャリア上の第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算によって生成するようにしたため、システム固有の秘密情報を有しないシステム管埋者以外の者がデータを改変しようとしても、第２のデータを作成することはできないので、データキャリア上のデータを改変した偽造のデータキャリアが使用されるのを防止できる。
請求項２記載の入退出管理システムにおいては、第１のデータとシステム固有の秘密情報との非線形演算を実施して得られた演算結果と第２のデータとが一致し、且つ第１のデータに含まれるＩＤ番号とデータ管理部に登録されている不正ＩＤ番号とが不一致の場合のみ、利用者の通過を許すように入退出ゲート装置を制御するので、データを改変した偽造のデータキャリアを使用することがより困難となる。しかも、第１のデータに含まれるＩＤ番号とデータ管理部に登録されている不正ＩＤ番号との一致により、不正なデータキャリアの使用を検出できる。
また、請求項３記載の入退出管理システムにおいては、ＩＤ番号ごとに入退出を監視し、入退出情報と矛盾する入退出のあったＩＤ番号を不正ＩＤ番号として登録することにより、常に最新の不正ＩＤ番号が登録されるので、データを複製した不正なデータキャリアをより確実に検出でき、不正なデータキャリアの使用をより確実に防止できる。
また、請求項４記載の入退出管理システムにおいては、データキャリアに記録されたデータに基づいて入退出ゲート装置を制御するとともに、第１のデータと第２のデータとを更新して当該データキャリアに書き込むようにしたことにより、入退出の度にそのデータキャリアに関する最新のデータをシステムが取得できるので、データを改変した偽造のデータキャリアが使用されるのをより確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る入退出管理システムの実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】図１中の制御演算部に含まれる非線形演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１中のデータキャリア、制御演算部およびデータ管理部のデータ構造を示した説明図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるＩＤ番号発行時の処理手順を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における管理区域への入退出時の処理手順を示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における不正ＩＤ登録処理手順を示したフローチャートである。
【図７】従来の入退出管理システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００：入退出管理システム
１０１：データキャリア
１０３：制御演算部
１０２：入退出ゲート装置
１０４：データ入出力装置
１０５：データ管理部
１０６：第１のデータ
１０７：第２のデータ
２０１(1)〜２０１(n)：暗号化手続き回路
２０２(1)〜２０２(n-1)：排他的論理和回路
Ａ1〜Ａn：入退出情報
Ｂ1〜Ｂn：入退出情報
ＩＤ1〜ＩＤn：ＩＤ番号
【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５】
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【図６】
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【図７】
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