(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子マネーを発行し、発行した電子マネーが支払いに用いられた場合に、この電子マネーの正当性をチェックすると共に、この電子マネーの使用履歴を管理する電子マネー発行管理サーバと、
この電子マネー発行管理サーバが発行した電子マネーを格納し、格納した電子マネーによる支払いを行う、利用者が使用する端末と、
この端末からの電子マネーの支払いを受け取るＡＰサーバとを有し、
前記電子マネー発行管理サーバが発行する電子マネーは、発行ＩＤ、金額および当該電子マネー内でどの階層に属するのかを示す階層数の情報を有する電子コインであって支払いに用いられる可能性がある全ての種類（金額）の電子コインを、種類毎に当該電子マネーの発行金額になる数だけ重複して含む重層構造を有し、
前記電子マネー発行管理サーバは、
自身が発行した電子マネー内の重層構造に対応して電子コインの控えが階層化されている発行電子マネーリストと、
前記ＡＰサーバが受け取った電子マネーを構成する各電子コインが、前記発行電子マネーリスト内の各層にあるか否かを発行ＩＤ、金額および階層数の情報を基に確認し、前記発行電子マネーリストから、前記ＡＰサーバが受け取った電子マネーを構成する各電子コインの控えを消去する発行電子マネーリスト更新手段とを有し、
前記発行電子マネーリスト更新手段は、
前記電子コインの控え（Ａ）を消去するときに、当該電子コインの控え（Ａ）の系列における最上位層から当該電子コインの控え（Ａ）の層までの電子コインの控えを消去し、その系列を複数の系列に分割し、消去した当該電子コインの控え（Ａ）の下位に接続された同系列の電子コインの控えを消去し、
前記端末は、
前記電子マネー発行管理サーバが発行した電子マネーを格納する電子マネー格納手段と、
支払いに使用した電子コインおよび該電子コインの下位に接続された同系列の電子コインを、前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーから消去する電子マネー更新手段と、を有し、
前記電子マネー更新手段は、
前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーに含まれる電子コインのうち、支払いに用いることが可能な電子コインが、支払い金額より高額の電子コインであった場合に、当該電子コインの系列における最上位層の電子コインを前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーから消去し、その系列を複数の系列に分割する、
ことを特徴とする電子マネー決済システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子マネーによる支払いを可能にする電子マネー決済システムに関する。本発明は、携帯電話を含む携帯端末を用いた課金を伴うサービスの決済や、テーマパーク等の閉域内で使用する専用端末による決済や、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いたインターネットにおける支払い（決済）等に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
現在提案されている電子マネーには、暗号技術によって正規の発行主体以外作れないデジタルデータの塊を作り、このデジタルデータの塊によって支払いを行う形式のものがある。このデジタルデータの塊に含まれる金額のデータ等は、変更できないようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の電子マネーは、デジタルデータの塊が支払い可能な最小単位になるので、支払い時に伝送されるデータ量が多いという問題がある。さらに、支払いの前に、所持していた電子コインを少額な電子コインに両替するためのデータ伝送を行ったり、支払いの後に、おつりをもらうためのデータ伝送を行う必要がある場合がある。この場合には、支払い時に伝送されるデータ量がさらに多くなる。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、支払い時に伝送されるデータ量が少ない電子マネー決済システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電子マネーを発行し、発行した電子マネーが支払いに用いられた場合に、この電子マネーの正当性をチェックすると共に、この電子マネーの使用履歴を管理する電子マネー発行管理サーバと、この電子マネー発行管理サーバが発行した電子マネーを格納し、格納した電子マネーによる支払いを行う、利用者が使用する端末と、この端末からの電子マネーの支払いを受け取るＡＰサーバとを有し、前記電子マネー発行管理サーバが発行する電子マネーは、発行ＩＤ、金額および当該電子マネー内でどの階層に属するのかを示す階層数の情報を有する電子コインであって支払いに用いられる可能性がある全ての種類（金額）の電子コインを、種類毎に当該電子マネーの発行金額になる数だけ重複して含む重層構造を有し、前記電子マネー発行管理サーバは、自身が発行した電子マネー内の重層構造に対応して電子コインの控えが階層化されている発行電子マネーリストと、前記ＡＰサーバが受け取った電子マネーを構成する各電子コインが、前記発行電子マネーリスト内の各層にあるか否かを発行ＩＤ、金額および階層数の情報を基に確認し、前記発行電子マネーリストから、前記ＡＰサーバが受け取った電子マネーを構成する各電子コインの控えを消去する発行電子マネーリスト更新手段とを有し、前記発行電子マネーリスト更新手段は、前記電子コインの控え（Ａ）を消去するときに、当該電子コインの控え（Ａ）の系列における最上位層から当該電子コインの控え（Ａ）の層までの電子コインの控えを消去し、その系列を複数の系列に分割し、消去した当該電子コインの控え（Ａ）の下位に接続された同系列の電子コインの控えを消去し、前記端末は、前記電子マネー発行管理サーバが発行した電子マネーを格納する電子マネー格納手段と、支払いに使用した電子コインおよび該電子コインの下位に接続された同系列の電子コインを、前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーから消去する電子マネー更新手段と、を有し、前記電子マネー更新手段は、前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーに含まれる電子コインのうち、支払いに用いることが可能な電子コインが、支払い金額より高額の電子コインであった場合に、当該電子コインの系列における最上位層の電子コインを前記電子マネー格納手段に格納している電子マネーから消去し、その系列を複数の系列に分割することを特徴とする電子マネー決済システムである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ は、本発明の一実施形態における電子マネー決済システムの構成を示す図である。電子マネー発行管理サーバ１ は、電子マネーを発行し、発行した電子マネーが支払いに使用された場合に、使用された電子マネーの正当性をチェックすると共に、発行した電子マネーの使用履歴を管理する。電子マネー発行管理サーバ１が発行する電子マネーは、支払いに使用される可能性がある全ての種類（金額）の電子コインを重複して含む重層構造を有する。また、電子マネー発行管理サーバ１は、自身が発行した電子マネーの使用履歴を管理するための発行電子マネーリストを内蔵している。
【００１０】
入場ゲート端末２ は、テーマパーク等の特定エリアの入場ゲートに設けられ、特定エリアに入場する利用者に電子マネーを販売する。
【００１１】
携帯端末３ は、利用者が特定エリア内で携帯する端末であり、具体的には、利用者が所持する携帯電話またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）である。携帯端末３には、入場ゲート端末２から購入した電子マネーが格納される。
【００１２】
あるいは、携帯端末３は、特定エリアの運営者が利用者に貸し出す、特定エリア内でのみ使用可能な専用端末であってもよい。この場合には、利用者が購入した電子マネーが、あらかじめ格納された専用端末が、利用者に貸し出される。このようにすれば、利用者が、携帯端末３に、購入した電子マネーをチャージ（格納）する手間が省ける。
【００１３】
ＡＰサーバ４ は、特定エリア内の商店のレジに相当するサーバであり、利用者が特定エリア内の商店で商品またはサービスを購入した場合に、利用者が支払う電子マネーを受け取る。
【００１４】
次に、本実施形態の動作を図１を参照して説明する。まず、利用者は、特定エリアの入場ゲートで、入場ゲート端末２から、所望の額の電子マネーを購入し、自身が所持する携帯端末３内にチャージ（格納）する（図中の（１）電子マネー・チャージ）。
【００１５】
利用者は、特定エリア内の商店で商品またはサービスを購入した場合に、その代金を電子マネーで支払う。具体的には、利用者が所持する携帯端末３からＡＰサーバ４に、代金に相当する額の電子マネーが送信される（図中の（２）電子マネー支払い）。
【００１６】
ＡＰサーバ４は、携帯端末３から送信された電子マネーを電子マネー発行管理サーバ１に転送し、携帯端末３から送信された（支払われた）電子マネーの正当性のチェックを依頼する（図中の（３）電子マネー・チェック依頼）。
【００１７】
電子マネー発行管理サーバ１は、ＡＰサーバ４から転送された電子マネーの正当性をチェックする。具体的には、電子マネーを構成する各電子コインに付加されたシリアル番号をチェックし、各電子コインが二重使用されていないかどうかを確認する。また、各電子コインに付加されたハッシュ値をチェックし、正しい電子コインであるかどうかを確認する（図中の（４）シリアル番号チェック・ハッシュ値確認）。
【００１８】
このとき、同時に、電子マネー発行管理サーバ１は、自身の内部にある発行電子マネーリストを更新することにより、自身が発行した電子マネーの使用履歴を管理する。
【００１９】
電子マネーの正当性が確認されたら、電子マネー発行管理サーバ１は、ＡＰサーバ４に、転送された電子マネーの正当性が確認された旨を通知する（図中の（５）照合確認）。
【００２０】
ＡＰサーバ４は、利用者の携帯端末３に、支払われた電子マネーを受領した旨を通知する電子領収書を送付する。
【００２１】
利用者は、携帯端末３に送付された電子領収書を確認し、問題がなければ、了承した旨を携帯端末３からＡＰサーバ４に返信する。このとき、支払った額に相当する電子コインが、携帯端末３内から削除される。
【００２２】
そして、利用者に、商品またはサービスが提供される（図中の（６）サービス提供）。
【００２３】
ＡＰサーバ４は、受領した電子マネーと、発行した電子領収書の控えとを、自身の内部のＤＢ（データベース）に保管する。そして、これに基づいて、電子マネー発行管理サーバ１から、電子マネーの金額の支払いを受ける。
【００２４】
利用者が特定エリアから出場する際には、未使用の電子マネーの金額が利用者に返却される。すなわち、電子マネー発行管理サーバ１は、自身が発行した電子マネーの使用履歴を管理していて、利用者が特定エリアから出場する際に、自身が管理していた電子マネーの使用履歴と、利用者が所持する携帯端末３内に残っていた電子マネーとを照合する。そして、照合の結果、不整合がなければ、未使用の電子マネーの金額が利用者に返却される。
【００２５】
図２ は、本実施形態における電子マネーに含まれる電子コインのフォーマットを示す図である。本実施形態における電子マネーは、支払いに使用される可能性がある全ての種類（金額）の電子コインを重複して含んでいる。各電子コインには、発行ＩＤ５ 、金額６ 、階層数７ 、シリアル番号８ 、発行者ＩＤ９ 、オプション１０ 、ハッシュ値１１ の情報が付加されている。
【００２６】
発行ＩＤ５は、複数または単数の電子コインを含む電子マネーが発行される度に付けられる、各電子マネー間で相互に重複のないＩＤである。電子マネー発行管理サーバ１は、この発行ＩＤ５を用いて、自身が発行した電子マネーの使用履歴を管理する。金額６は、各電子コインの単価を示す。階層数は、各電子コインが属する階層を示す。シリアル番号８は、各電子コインに付けられる、各電子コイン間で相互に重複のない番号である。発行者ＩＤ９は、この電子マネーを発行した者のＩＤである。オプション１０は、この電子マネーの使用期限等の情報を含む。ハッシュ値１１すなわちＨ（Ｃ｜｜Ｓ）は、電子マネーＣと、電子マネー発行管理サーバ１の秘密情報Ｓとから計算される。この計算は、ハッシュ処理のみなので、その処理負荷は小さい。
【００２７】
図３ は、本実施形態における電子マネーの支払いのプロトコルを示す図である。“Pay(Payment ID, Charge, E-Money)”では、携帯端末３からＡＰサーバ４に電子マネーが送信される。なお、Chargeとは、支払い金額のことである。また、“Payment ID”とは、決済ごとにふられるＩＤ番号のことである。
【００２８】
“Request(E-money, Server_Name, Charge)”では、ＡＰサーバ４が、電子マネー発行管理サーバ１に、電子マネーの正当性のチェックを依頼する。なお、Server_Nameとは、ＡＰサーバ４のサーバ名のことである。
【００２９】
“Check E-money”では、電子マネー発行管理サーバ１が、電子マネーを構成する電子コインに付加されていた金額６、発行者ＩＤ９、使用期限、ハッシュ値１１をチェックする。また、“Check E-money ID”では、シリアル番号８、発行ＩＤ９をチェックする。
【００３０】
チェックの結果がＯＫであれば、“Response(OK)”において、電子マネー発行管理サーバ１からＡＰサーバ４に、チェックの結果がＯＫであった旨が通知される。
【００３１】
そして、“Response(OK, Receipt, Receipt_name)”において、ＡＰサーバ４から携帯端末３に、電子領収書（Receipt）が送付される。なお、Receipt_nameとは、電子領収書のファイル名のことである。
【００３２】
図４ は、電子マネー発行管理サーバ１が、電子マネーの正当性すなわち電子マネーを構成する各電子コインの正当性をチェック（検証）する処理の流れを示すフローチャートである。まず、電子マネー発行管理サーバ１は、電子マネーを構成する各電子コインの金額を確認する（図中のステップＳ１）。
【００３３】
次に、各電子コインの発行ＩＤ５を確認する（図中のステップＳ２）。次に、電子マネー発行管理サーバ１内の発行電子マネーリストを参照する（図中のステップＳ３）。すなわち、発行電子マネーリスト内の各層を参照し（図中のステップＳ４）、各層に、前記ステップＳ２で確認した発行ＩＤの電子コインがあるか否かを確認する（図中のステップＳ５）。
【００３４】
上記のステップＳ２〜Ｓ５の処理と同時に、ハッシュ処理を行い（図中のステップＳ６）、ハッシュ照合を行う（図中のステップＳ７）。
【００３５】
そして、エラーとなった電子コインを集計し（図中のステップＳ８）、有効な電子コインの合計金額すなわち有効な電子マネーの金額を集計する（図中のステップＳ９）。
【００３６】
電子マネーの正当性をチェックした後に、電子マネー発行管理サーバ１は、発行電子マネーリストを更新し、発行した電子マネーの残高を計算する。
【００３７】
次に、本実施形態における電子マネーの構造を、例を挙げて説明する。本実施形態における電子マネーは、効率的な支払いを実現するため、支払いに使用される可能性がある全ての種類（金額）の電子コインを重複して含む重層構造を有する。
【００３８】
図５ は、その第１の例を示す図である。この図は、金額が１０００ポイントの電子マネー１２ の内部構造を示している。電子マネー１２の内部は、７層すなわち第１層〜第７層に分かれている。第１層〜第７層には、それぞれ、１０００、５００、１００、５０、１０、５、１ポイントの電子コインが格納される。なお、第１層に近い側の層を上位層と呼び、第７層に近い側の層を下位層と呼ぶこととする。
【００３９】
入場ゲート端末２から携帯端末３へのチャージの際には、全ての層における全ての電子コインがチャージされる。具体的には、利用者が１０００ポイントの電子マネー１２を購入した場合には、第１層における１枚の１０００ポイントコイン、第２層における２枚の５００ポイントコイン、第３層における１０枚の１００ポイントコイン、第４層における２０枚の５０ポイントコイン、第５層における１００枚の１０ポイントコイン、第６層における２００枚の５ポイントコイン、第７層における１０００枚の１ポイントコインの全て、すなわち１＋２＋１０＋２０＋１００＋２００＋１０００＝１３３３枚の電子コインがチャージされる。
【００４０】
ただし、支払い時には、同じ系列にある電子コインのうち、最上位層の電子コインしか使用できない。ここで、「同じ系列にある電子コイン」とは、図５において層間で直接接続された電子コインのことである。最上位層の電子コインでは金額が多すぎる場合には、携帯端末３内で両替が行われる。これは、換言すれば、ある系列における最上位層の電子コインを消去し、その系列を複数の系列に分割することである。
【００４１】
例えば、５ポイントの電子コインＣ６を使用する場合には、この電子コインＣ６の上位に接続された同系統の電子コインＣ１〜Ｃ５を消去してから（両替を行ってから）使用する。また、５ポイントの電子コインＣ６を使用した後には、この電子コインＣ６の下位に接続された同系統の電子コインＣ７１〜Ｃ７５は使用できなくなるので、これらの電子コインＣ７１〜Ｃ７５も消去される。
【００４２】
この電子マネー１２の中から支払いを行うと、支払いに使用される可能性がある全ての種類（金額）の電子コインが用意されているので、携帯端末３からＡＰサーバ４に支払われる電子コインの枚数、すなわち支払い時に携帯端末３からＡＰサーバ４に伝送されるデータ量を従来より少なくすることができる。上記の第１の例における支払い時の最多支払い枚数は、９９９ポイントの金額を支払う場合であり、１５枚となる。
【００４３】
図６ は、上記の第１の例における電子マネー１２を構成する各電子コインに付加される情報を示す図である。各電子コインに付加されるシリアル番号も、電子マネー１２内の重層構造に対応して階層化されている。
【００４４】
以下の説明におけるＸ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、１バイトの数値であるものとする。１０００ポイントコインのシリアル番号が、１バイト長のＸであれば、この１０００ポイントコインと同じ系列にある５００ポイントコインのシリアル番号は、ＸにＹを付加した２バイト長のＸ−Ｙとなる。さらに、この５００ポイントコインと同じ系列にある１００ポイントコインのシリアル番号は、Ｘ−ＹにＺを付加した３バイト長のＸ−Ｙ−Ｚとなる。
【００４５】
例えば、シリアル番号がＸである１０００ポイントコインが消去され（両替が行われ）た後に、シリアル番号がＸ−Ｙである５００ポイントコインが支払いに使用されたとする。すると、このコインの下位に接続された、このコインと同系列のコインが抽出される。具体的には、シリアル番号がＸ−Ｙで始まるコイン（例えば、シリアル番号がＸ−Ｙ−Ｚのコイン）が抽出される。そして、抽出された下位の同系列のコインが全て消去される。
【００４６】
なお、電子マネー発行管理サーバ１内の発行電子マネーリストも、電子マネー１２内の重層構造に対応して階層化されている。発行電子マネーリストは、電子マネー発行管理サーバ１が、携帯端末３からＡＰサーバ４に支払われた電子マネーの正当性をチェックする際に更新される（発行電子マネーリスト内にある電子コインの控えが消去される）が、このとき、携帯端末３内での処理と同様に、両替処理と、消去した電子コインの控えの下位に接続された同系列の電子コインの控えを消去する処理とが行われる。
【００４７】
図７ は、上記の第１の例における、携帯端末３内の支払いパターンテーブルを示す図である。この支払いパターンテーブルには、支払い金額と、支払いに使用される電子コインの組み合わせパターンと、支払いに使用される電子コインの枚数と、分割最大回数とが対応付けて記載されている。
【００４８】
図８ は、電子マネーの構造の第２の例を示す図である。この図は、金額が１０００ポイントの電子マネー１３ の内部構造を示している。電子マネー１３の内部は、１０層すなわち第１層〜第１０層に分かれている。第１層〜第１０層には、それぞれ、１０００、５００、３００および２００、１００、５０、３０および２０、１０、５、３および２、１ポイントの電子コインが格納される。この第２の例における支払い時の最多支払い枚数は、９９９ポイントの金額を支払う場合であり、９枚となる。
【００４９】
図９ は、上記の第２の例における、携帯端末３内の支払いパターンテーブルを示す図である。この支払いパターンテーブルには、支払い金額と、支払いに使用される電子コインの組み合わせパターンと、支払いに使用される電子コインの枚数と、分割最大回数とが対応付けて記載されている。支払いに使用される電子コインの組み合わせパターンが複数ある場合には、左側のパターンが優先される。
【００５０】
図１０ は、携帯端末３が、ＡＰサーバ４へ支払いを行う際の処理を示すフローチャートである。携帯端末３に支払い金額が入力されると、携帯端末３は、支払い可能であるか、すなわち自身の内部に支払い金額以上の電子マネーが残っているかどうかを確認する（図中のステップＳ１１）。支払い可能であれば、自身の内部にある支払いパターンテーブルを参照し、支払いに用いる電子コインの組み合わせパターンを検証する（図中のステップＳ１２）。次に、自身の内部に残っている電子マネーに含まれている電子コインの種類（金額）を確認し（図中のステップＳ１３）、この電子コインで支払いが可能かどうかを検証する（図中のステップＳ１４）。この電子コインでは支払いが不可能（ＮＧ）であれば、電子コインを自身の内部で両替（分割化処理）する（図中のステップＳ１５）。この両替（分割化処理）は、より少額の電子コインから順番に行う。そして、再度、支払いが可能になったかどうかを検証する。支払いが可能になったら、支払い処理を行う（図中のステップＳ１６）。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、支払われる電子コインの枚数すなわち支払い時に伝送されるデータ量を軽減することができる。
【００５２】
また、支払われる電子コインの枚数が従来より少なくなるので、電子マネー発行管理サーバにおける、支払いに用いられた電子マネーの正当性のチェック作業の負荷も軽減される。
【００５３】
また、端末の内部で電子コインを両替することができるので、支払い時に、両替のためのデータ伝送を行ったり、おつりをもらうためのデータ伝送を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の一実施形態における電子マネー決済システムの構成を示す図である。
【図２】   本発明の一実施形態における電子マネーに含まれる電子コインのフォーマットを示す図である。
【図３】   本発明の一実施形態における電子マネーの支払いのプロトコルを示す図である。
【図４】   電子マネー発行管理サーバ１が、電子マネーの正当性すなわち電子マネーを構成する各電子コインの正当性をチェック（検証）する処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】   本発明の一実施形態における電子マネーの構造の第１の例を示す図である。
【図６】   第１の例における電子マネー１２を構成する各電子コインに付加される情報を示す図である。
【図７】   第１の例における、携帯端末３内の支払いパターンテーブルを示す図である。
【図８】   本発明の一実施形態における電子マネーの構造の第２の例を示す図である。
【図９】   第２の例における、携帯端末３内の支払いパターンテーブルを示す図である。
【図１０】   携帯端末３が、ＡＰサーバ４へ支払いを行う際の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１   電子マネー発行管理サーバ
２   入場ゲート端末
３   携帯端末
４   ＡＰサーバ
５   発行ＩＤ
６   金額
７   階層数
８   シリアル番号
９   発行者ＩＤ
１０   オプション
１１   ハッシュ値
１２、１３  電子マネー
Ｃ１〜Ｃ６、Ｃ７１〜Ｃ７５  電子コイン
【図１】
0003989762.tif 000002
【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】
0003989762.tif 000007
【図７】
0003989762.tif 000008
【図８】
0003989762.tif 000009
【図９】
0003989762.tif 000010
【図１０】
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