JP2005128592A

JP2005128592A - 分散識別情報記録装置、分散識別情報記憶チップ、分散識別情報読取装置及び分散識別情報記録・読取システム

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Publication number: JP2005128592A
Application number: JP2003360076A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Kobayashi; 信博小林; Katsuyuki Takashima; 克幸高島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP4680489B2

Abstract

【課題】物品につけられたＩＤ情報のチップ故障等による喪失を防ぎ、かつ、チップ偽造による不正使用も防止する情報安全性を高めた識別情報記録装置、チップ、読取装置を得る。
【解決手段】チップに識別情報を埋め込む識別情報記録装置において、識別情報から、一部のチップが消失しても残存チップで復元可能な数以上の、所定の論理で分散情報と検証用情報とを組にした、それぞれが異なる分散識別情報を複数組、生成する秘密情報分散部２１と、上記各組毎にチップに上記分散識別情報を埋め込む識別情報設定部１０とを備えた。
また、チップに埋め込まれた識別情報を読取る識別情報読取り装置において、チップは複数のチップとして、この複数のチップが持つ分散識別情報を読取る読取部１９と、読取った複数の異なる分散情報と検証用情報を抽出し、この抽出した複数の、分散情報と検証用情報との組を基に元の識別情報を生成する秘密情報復元部２３とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、物品とＲＦＩＤとの関連付けを行い、物品の偽造や破壊などの不正行為を防ぎ、物品情報の喪失、改竄を防ぐ、安全技術に関するものである。

ＩＥＥＥｍｉｃｒｏ，ｖｏｌ．２１，ｎｏ６，ｐｐ．４３−４９２００１ “ＡｎＵｌｔｒａＳｍａｌｌＩｎｄｉｖｉｄｕａｌＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙＣｈｉｐ”には、（株）日立製作所ミューソリューションズカンパニーの販売しているμチップに関する技術が記載されている。このチップは、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる無線を用いた自動識別技術を用いており、小型化を実現するために、読み出し専用の記録部であるＲＯＭと通信用のアンテナ回路からのみ構成されている。そして、物品に取り付けられたＲＦＩＤチップ内のＩＤを、無線によりＲＦＩＤリーダが読み取り、そのＩＤをデータベースに問い合わせることで、物品に関連する物品情報が得られるようにしたＲＦＩＤシステムが構築されている。

図１３は従来技術におけるＲＦＩＤシステムを示す図である。図において、システムは、チップを製造するチップ製造部１０１と、チップを物品に取り付ける物品製造部１０２と、ＩＤと物品情報を保管する情報蓄積部１０３と、物品に取り付けられたＩＤを読み取り、情報蓄積部１０３から物品情報を取り出す読取部１０４からなる。

上記チップ製造部１０１は、詳しくはＩＤ生成手段１０６にてＩＤを生成し、ＩＤ設定手段１１０にてＲＦＩＤチップの記録部にＩＤを設定し、ＲＦＩＤチップを物品製造部１０２へ送る。物品製造部１０２では、詳しくはＲＦＩＤチップを物品に取り付け、または埋め込み、物品情報設定手段１１４にて物品に関する物品情報を生成し、データベース登録手段１１５にて、チップ製造部１０１から受け取ったＩＤと、物品情報を、情報蓄積部１０３へ登録の為に送る。

情報蓄積部１０３は、物品製造部１０２より受け取ったＩＤと物品情報を情報リスト１１６としてデータベース１１７に登録し保管する。
読取部１０４は、詳しくは読取手段１１９にて物品のＲＦＩＤチップ１０７のアンテナ回路１０９からの電波により、ＲＦＩＤチップの記録部１０８に設定されているＩＤを読み取り、そのＩＤを物品情報の検索の為に情報蓄積部１０３へと送る。
情報蓄積部１０３は、詳しくは読取部１０４から受け取ったＩＤに対応する物品情報をデータベース１１７に蓄積されている情報リスト１１６から取り出し、読取部１０４へ検索結果として送る。
読取部１０４は、データベース検索手段１２０により情報蓄積部１０３から物品情報を受け取る。こうして、物品に関連付けられている物品情報を入手することが可能となっている。

また、特許文献１において、少なくとも２つのＩＣチップにデータを記録し、これらのＩＣを１つのアンテナに接続して、どちらかのＩＣが故障をしても、他方のデータをバックアップする構成は知られている。しかしこの場合も、データの記録内容には言及がなく、単にチップの故障のバックアップ方法が記載されているのみである。
特開２００２−８３２７７号公報

従来のＲＦＩＤシステムは、上記のように構成され動作するので、物品に取り付けられているＲＦＩＤチップのＩＤ情報が読取部のＲＦＩＤリーダにより容易に読み取り可能であり、この読み取ったＩＤをもとにＲＦＩＤチップを複製し別の物品に取り付けることが容易であるという課題がある。更に、他の情報付ＩＤにするかえられることもあり得る。
また逆に、物品に取り付けられているＲＦＩＤチップが１つである為、これの故障や、これの破壊または取り外しにより、物品情報が入手不能となるという課題もある。

単に複数の同一ＩＤのＲＦＩＤチップを取り付けても、ＲＦＩＤチップの破壊や取り外しに関しては有効であるが、他の物品に複製したＲＦＩＤチップを取り付けて、すり替えることに対しては無力である。
また、ＩＤを単純に複数のＩＤに分割しても、全ての分割したチップから情報を得なければ、元のＩＤ情報が得られないという課題もある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、物品につけられたＲＦＩＤチップの故障や破壊や取り外しによりＩＤ情報の喪失を防ぎ、ＲＦＩＤチップの偽造による物品の成りすましや物品情報のすり替えを困難にして、ＲＦＩＤ情報の安全性を高めることを目的とする。

この発明に係る分散識別情報記録装置は、チップに識別情報を埋め込んで、識別情報チップを生成する識別情報記録装置において、
上記識別情報から、一部のチップが消失しても残存チップで復元可能な数以上の、所定の論理で分散情報と検証用情報とを組にした、それぞれが異なる分散識別情報を複数組、生成する秘密情報分散部と、上記各組毎にチップに上記分散識別情報を埋め込む識別情報設定部とを備えた。
またこの発明に係る分散識別情報記憶チップは、識別情報記録装置により識別情報を埋め込まれる識別情報記憶チップにおいて、
上記チップは複数組で所定の識別情報を記憶するようにし、かつ各チップは所定の論理で生成された分散情報と検証用情報とを組にして各チップに埋め込み、それぞれが異なる分散識別情報を記録部に持つ、複数組のチップで構成される。
またこの発明に係る分散識別情報読取り装置は、チップに埋め込まれた識別情報を読取る識別情報読取り装置において、
上記チップは複数のチップとして、この複数のチップが持つ分散識別情報を読取る読取部と、上記読取った複数の異なる分散情報と検証用情報を抽出し、この抽出した複数の、分散情報と検証用情報との組を基に元の識別情報を生成する秘密情報復元部とを備えた。

以上のように一部のチップのみでも得られる複数の秘密化分散情報をそれぞれ別々のチップに記録し、読取るようにしたので、不正な複製や不正使用を防ぐ効果がある。
また一部のチップが故障し、または取外されても、残存分散情報に基づいて安全に元の識別情報が得られる効果がある。

実施の形態１．
本実施の形態においては、ＩＤ情報を、そのいくつかが失われても残りの分散情報から復元可能な複数の秘密情報に分散して、この複数の分散ＩＤ情報から元のＩＤ情報を得る安全化情報システムを説明する。
図１は、本発明の実施の形態１をにおけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。
図において、システムは、チップ製造部１と、物品製造部２と、情報蓄積部３と、ＩＤ読取部４からなる。更に詳しく各部の構成を説明する。
チップ製造部１は、固有情報のＩＤ５を生成するＩＤ生成部６と、ＩＤ５を分散ＩＤ２２に秘密情報として分散する秘密情報分散部２１と、この分散ＩＤ２２を記録する記録部８と、この記録部８の分散ＩＤ２２を無線にて送信するアンテナ回路９を備えた分散ＲＦＩＤチップ７と、分散ＩＤ２２を分散ＲＦＩＤチップ７の記録部８に記録するＩＤ設定部１０とを備えている。
物品製造部２は、物品１２に分散ＲＦＩＤチップ７を取り付ける取付部１１と、物品１２に関連する属性などの情報である物品情報１３を設定する物品情報設定部１４と、チップ製造部１より受け取ったＩＤ５と物品情報１３を情報蓄積部３へ登録するデータベース登録部１５とを備えている。

情報蓄積部３は、物品製造部２より受け取ったＩＤ５と物品情報１３を情報リスト１６として蓄積し、ＩＤ５による検索依頼に対して情報リスト１６の対応する物品情報１３を検索結果として返すデータベース１７とを備えている。
ＩＤ読取部４は、無線にて物品１２の分散ＲＦＩＤチップ７のアンテナ回路９から送信された記録部８の分散ＩＤ２２を受信する読取部１９と、読取部１９にて受信した分散ＩＤ２２からＩＤ５を復元する秘密情報復元部２３と、ＩＤ５による検索の依頼を情報蓄積部３に送り、情報蓄積部３から検索結果として物品情報１３を受け取るデータベース検索部２０とを備えている。

このように構成されたＲＦＩＤシステムにおいて、物品に対応するＩＤを物品１２に付加し、またその情報を後の照合のためにデータベースに蓄積するまでの動作を説明する。
まず、チップ製造部１は、ＩＤ生成部６にてＩＤ５を生成する。そして、秘密情報分散部２１にてＩＤ５を分散ＩＤ２２として秘密情報分散する。

ここで秘密情報分散部２１は、図２の秘密情報分散部の詳細構成に基づいて情報分散の内部処理を実行する。即ち、まず、ＩＤ５と秘密情報を分散する個数：ｎ２６と秘密情報の復元に必要な最小個数：ｋ２７を得て、分散情報：Ｂ₁ 〜Ｂ_n ２８と、乱数ａ₁ 〜ａ_(k-1) ３０と素数ｒ２９を出力する。
検証用情報生成部２５は、ＩＤ５と乱数ａ₁ 〜ａ_(k-1) ３０と素数ｒ２９を得て、検証用情報Ｖ３１を出力する。そして、秘密情報分散部２１としては、各分散情報：Ｂ₁ 〜Ｂ_n ２８と検証用情報Ｖ３１をあわせて分散ＩＤ₁ 〜ＩＤ_n ２２として出力する。

ここで情報分散部２４は、図３に示す内部処理手順により処理を実行する。
まず、情報分散部の内部処理手順その１．４４にて処理を開始し、内部処理手順その２．４５にて秘密情報としてのＩＤ：Ｓ５を取得し、内部処理手順その３．４６にて秘密情報を分散する個数：ｎ２６を取得し、内部処理手順その４．４７にて秘密情報の復元に必要な最小個数：ｋを取得し、内部処理手順その５．４８にてｋ−１個の乱数ａ₁ 〜ａ_k-1 ３０を生成し、手順その６．４９にて素数ｒ２９を生成し、手順その７．５０にて次式（１）を設定する。
ｆ（ｘ）＝Ｓ＋ａ₁ ・ｘ＋ａ₂ ・Ｘ² ＋…＋ａ_k-1 ・Ｘ^k-1 （ｍｏｄｐ）（１）
手順その８．５１にてｊ＝１，…，ｎとしてｗ_j ＝ｆ（ｊ）を算出し、手順その９．５２にて分散情報：Ｂ_j ＝（ｊ，ｗ_j ）２８を出力し、手順その１０．５３にて素数ｒ２９を出力し、手順その１１．５４にて乱数ａ₁ 〜ａ_k-1 ３０を出力し、手順その１２．５５にて処理を終了する。

ここで検証用情報生成部２５は、図４に示す内部処理手順により処理を実行する。
検証用情報生成部の内部処理手順その１．５６にて処理を開始し、内部処理手順その２．５７にて秘密情報としてのＩＤ：Ｓ５を取得し、内部処理手順その３．５８にて秘密情報の復元に必要な最小個数：ｋ２７を取得し、手順その４．５９にて素数ｒ２９を取得し、手順その５．６０にて乱数ａ₁ 〜ａ_k-1 ３０を取得し、手順その６．６１にてｒ｜ｐ−１を満たす素数ｐ３３を生成し、手順その７．６２にて乗法群Ｚ^* _pでの位数がｒとなる要素ｇ３４を定め、手順その８．６３にてｆ（ｊ）＝ｇ^aj（ｍｏｄｐ）とし、検証用情報生成部の内部処理手順その９．６４にて値ＣをＣ₀ ＝ｇ^s （ｍｏｄｐ）およびｊ＝１，…，ｋ−１として、Ｃ_j ＝ｆ（ｊ）を算出する。更に、手順その１０．６５にて検証用情報：Ｖ＝（ｐ，ｇ，Ｃ₀ ，Ｃ₁ ，…，Ｃ_k-1 ）３１を出力し、手順その１１．６６にて処理を終了する。

次に、ＩＤ設定部１０は、分散ＩＤ２２を分散ＲＦＩＤチップ７の記録部８に記録して、ＩＤ５の情報と分散ＲＦＩＤチップ７を物品製造部２に渡す。

物品製造部２は、物品１２に分散ＲＦＩＤチップ７を取付部１１により取り付け、物品情報設定部１４により物品１２に関連する属性などの情報である物品情報１３を設定し、この物品情報１３を情報蓄積部３へデータベース登録部１５により登録する。データベース登録部１５は、ＩＤ５の情報も登録する。
情報蓄積部３は、受け取ったＩＤ５と物品情報１３を情報リスト１６としてデータベース１７に蓄積する。

次に、物品情報に対応する物品１２に取り付けられた複数の分散ＲＦＩＤチップ７から情報を取り出して確認をする動作を説明する。
まず、ＩＤ読取部４は、無線にて物品１２の分散ＲＦＩＤチップ７のアンテナ回路９から送信された記録部８にある分散ＩＤ２２を読取部１９により受信し、この受信した分散ＩＤ２２からＩＤ５を秘密情報復元部２３で復元する。

ここで秘密情報復元部２３は、図５の秘密情報復元部の詳細構成に基づいて情報復元の内部処理手順を実行する。
まず、分散ＩＤ２２を取得して、分散情報検証部３５に入力する。分散情報検証部３５は、検証に成功した場合に秘密情報の復元に必要な最小個数：ｋ２７以上で秘密情報を分散する個数：ｎ２６以下のｍ個の検証済みの分散ＩＤ₁ 〜ＩＤ_m ３２を情報復元部３６に入力し、情報復元部３６はＩＤ５を出力する。

ここで、分散情報検証部３５は、図６に示す内部処理手順により処理を実行する。即ち、まず、内部処理手順その１．６７にて処理を開始し、内部処理手順その２．６８にて分散ＩＤ２２を取得し、手順その３．６９にて分散ＩＤ２２から分散情報：Ｂ２８と検証用情報：Ｖ３１を取り出し、手順その４．７０にて検証用情報：Ｖ３１から（ｐ，ｇ，Ｃ₀ ，Ｃ₁ ，…，Ｃ_k-1 ）を取り出し、手順その５．７１にて分散情報：Ｂ_j ２８から（ｊ，ｗ_j ）を取り出し、手順その６．７２にてｇ^wj≡Ｃ₀ ・Ｃ₁ ^j・Ｃ₂ ^j2 ・．．．・Ｃ_k-1 ^jk-1 （ｍｏｄｐ）が成り立つかどうかを判断し、成り立つ場合は、手順その７．７３にて検証成功とし、手順その９．７５にて分散ＩＤ２２を出力し、処理を終了する。成り立たない場合は、手順その８．７４にて検証失敗とし、手順その１０．７６にて処理を終了する。

また、情報復元部３６は、図７に示す内部処理手順により処理を実行する。即ち、まず、情報復元部の内部処理手順その１．７７にて処理を開始し、内部処理手順その２．７８にてｍ個の分散ＩＤ２２を取得し、内部処理手順その３．７９にて分散ＩＤ２２から分散情報：Ｂ２８と検証用情報：Ｖ３１を取り出し、手順その４．８０にて、ｍ個の分散ＩＤ２２のなかに検証用情報：Ｖ３１の等しいｋ個の分散ＩＤ２２が存在するかを判断する。存在する場合は、手順その５．８１にて正当な分散ＩＤ２２とし、存在しない場合は、手順その６．８２にて不正な分散ＩＤとして処理を終了する。また、正当な分散とした場合は、手順その７．８３にてｋ個の分散ＩＤ２２を取得し、手順その８．８４にて分散情報：Ｂ_j ２８から（ｊ，ｗ_j ）を取り出し、手順その９．８５にてラグランジュの補間多項式を利用し、次式（２）を用いて式（３）を得る。

手順その１０．８６にて検証用情報生成部の内部処理手順その７．６３のｆ（ｘ）において、Ｐ（０）＝ｆ（０）＝Ｓとし、手順その１１．８７にて検証用情報：Ｖ３１から（ｐ，ｇ，Ｃ₀ ，Ｃ₁ ，…，Ｃ_k-1 ）を取り出し、手順その１２．８８にてＣ₀ ＝ｇ^s ｍｏｄｐが成り立つかどうかを判定する。判定が成り立つ場合は、手順その１３．８９にて正当な秘密情報としてのＩＤ：Ｓ５とし、手順その１５．９１にて秘密情報としてのＩＤ：Ｓ５を出力し、手順その１６．９２にて処理を終了する。また、手順８８で成り立たない場合は、手順その１４．９０にて不正な秘密情報としてのＩＤ：Ｓとし処理を終える。
こうして、ＩＤ読取部４は、ＩＤ５による検索依頼を情報蓄積部３にデータベース検索部２０を通じて送信する。

情報蓄積部３は、読取部からのＩＤ５による検索依頼に対して情報リスト１６の対応する物品情報１３をデータベース１７から検索し、検索結果として物品情報１３をＩＤ読取部４に返す。
ＩＤ読取部４は、情報蓄積部３から送られてきた物品情報１３をデータベース検索部２０経由で受け取る。

なお、チップ製造部１と物品製造部２と情報蓄積部３とＩＤ読取部４の間の情報の交換時は、必要に応じて秘匿通信技術により保護される。
また、情報伝送の分野において、誤り訂正の技術が知られていて、これは、分割したセルに冗長情報を付加し、伝送中に一部のセルに消失又は誤りが発生しても、残存セルから正しい情報を復元する技術である。しかし、この方法では、安全性に不安があり、一部のセルから少なくとも一部の情報が入手できる。更に、セル内部の誤りは訂正できても、偽りのセルは検出できない。これに対して本実施の形態による分割では、一部のＩＤチップのみからでは一部の情報も復元できず、また、偽りのＩＤチップも排除できて安全性が極めて高い。

以上説明したように、物品１２に取り付けられた分散ＲＦＩＤチップ７からＩＤ５を復元し、対応する物品情報１３を入手することができる。そして、ＩＤを複数の分散ＲＦＩＤチップとしたことにより、複製や別の物品への取り付けによる不正が困難になる。ＩＤをｎ個のＲＦＩＤチップに分散し、そのうちｋ個が集まればＩＤ５を復元できるので、一部のＲＦＩＤチップの故障や破壊や取り外しに対しても安全に情報を得ることができる。
なお、ＩＤチップは、ＲＦＩＤに限らず、対応した読取手段により読み取り可能なＩＤであれば、どのようなＩＤチップであってもよい。

実施の形態２．
本実施の形態においては、情報復元部を共通化してシステム規模を小さくした構成を説明する。
図８は、実施の形態２におけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。
図において、実施の形態１の図１の構成と異なる部分は、ＩＤ読取部４ｂを分散ＩＤを読み取るまでの構成とし、独立した情報復元部３６ｂを設けたことである。
ＩＤ読取部４ｂは、分散ＲＦＩＤチップ７から送信された分散ＩＤ２２を受信する読取部１９と、この受信した分散ＩＤ２２を情報復元部３６ｂに送信する分散ＩＤ送信部３８と、復元されたＩＤ５を受信するＩＤ受信部４０と、ＩＤ５による検索依頼と、情報蓄積部３からの検索結果として物品情報１３を受け取るデータベース検索部２０とを備えている。
また、情報復元部３６ｂは、ＩＤ読取部４ｂより分散ＩＤ２２を受信する分散ＩＤ受信部３９と、分散ＩＤ受信部３９で受信した分散ＩＤ２２からＩＤ５を復元する秘密情報復元部２３と、復元されたＩＤ５をＩＤ読取部４ｂへ送信するＩＤ送信部４１とを備えている。

このＲＦＩＤシステムの動作は以下の通りであるが、分散ＩＤを生成し、また、データベースに蓄積するまでの動作は実施の形態１と同様であるので、記述を省略する。

読み取りと復元動作を説明する。
まず、ＩＤ読取部４ｂは、物品１２のＲＦＩＤチップ７のアンテナ回路９から送信された記録部８にある分散ＩＤ２２を読取部１９により受信し、これを分散ＩＤ送信部３８により情報復元部３６ｂに送信する。

これを分散ＩＤ受信部３９で受けた情報復元部３６ｂは、秘密情報復元部２３で復元してＩＤ５を得る。この際の秘密情報復元の手順は、実施の形態１の図５ないし図７の手順と同じである。

次に、情報復元部３６ｂは、復元されたＩＤ５をＩＤ読取部４ｂへ送信する。これを受けたＩＤ読取部４ｂは、受信したＩＤ５により検索依頼を情報蓄積部３に送信する。以降の動作は、実施の形態１と同じである。

このようにして、秘密情報復元部を独立した情報復元部とした構成により、複数の読取部が情報復元部を共有することとなり、システム規模を縮小できる。

本実施の形態の変化構成をいくつか説明する。
図９は、本実施の形態における他のＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。
図において、図８の構成と異なる部分は、情報復元部３６ｃにデータベース検索部２０を移し、ＩＤ読取部４ｃからデータベース検索部を除いたことである。従って、ＩＤ読取部４ｃは、分散ＩＤ２２を受信する読取部１９と、分散ＩＤ送信部３８と、物品情報受信部４２とから構成される。
また、情報復元部３６ｃは、分散ＩＤ受信部３９と、秘密情報復元部２３と、データベース検索部２０と、物品情報送信部４３とから構成される。

図９の構成によるシステムの動作は、データベース検索部２０の場所が少し移っただけであり、図８のそれと同様であるので、記述を省略する。

このように、情報復元部にデータベース検索部を配置することにより、復元されたＩＤが情報復元部の外に漏れないので、他の部分におけるＩＤの不正入手を防止する効果がある。

図１０は、本実施の形態における他のＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。
図において、図９の構成と異なる部分は、図９では、独立して設けられていた情報復元部３７ｃを、情報蓄積部３ｄの内部に設けたことである。

この構成の動作は、既に述べた動作説明から明らかなので、ここでの記述は省略する。
この構成によれば、復元されたＩＤがＩＤを保管している情報蓄積部の外部に漏れないので、情報復元部を独立に設けた場合より更にＩＤの不正入手を困難にする効果がある。

実施の形態３．
本発明における複製や不正使用を防止しＩＤチップ破損にも安全であって、更に、情報の秘密性を高めたシステムを説明する。
本実施の形態におけるＲＦＩＤ偽造防止システムは、図１のそれとほぼ同じであるが、チップ製造部１ｅおよびＩＤ読取部４ｅが図１１にその詳細を示す構成となっている。即ち、チップ製造部１ｅが、ＩＤ生成部６と、ＩＤ５とチップ製造部の署名鍵９３により署名データ９６を、一旦生成する署名部９５と、更に、この一旦生成された署名データ９６とＩＤ５とチップ製造部の電子証明書９４をあわせた署名付ＩＤ７６も署名部９５で生成し、この署名付ＩＤ９７を分散ＩＤ２２に秘密情報分散する秘密情報分散部２１と、この分散ＩＤ２２を分散ＲＦＩＤチップ７の記録部８に記録するＩＤ設定部１０とを備えている。

ＩＤ読取部４ｅとしては、読取部１９と、受信した分散ＩＤ２２から署名付ＩＤ９７を復元する秘密情報復元部２３と、署名付ＩＤ９７からＩＤ５と署名データ９６とチップ製造部の電子証明書９４を取り出し、これらを用いて署名検証結果９９を出力する署名検証部９８と、署名付ＩＤ９７から取り出されたＩＤ５による検索の依頼を情報蓄積部３に送り、検索結果として物品情報１３を受け取るデータベース検索部２０とを備えている。

このように構成されたＲＦＩＤシステムにおいて、秘密情報を分散し、ＩＤチップに記録する動作を説明する。
まず、チップ製造部１ｅは、ＩＤ生成部６にてＩＤ５を生成し、このＩＤ５とチップ製造部の署名鍵９３を用いて署名部９５でディジタル署名としての署名データ９６を一旦生成し、更に、ＩＤ５と署名データ９６とディジタル証明技術における署名の検証に用いるチップ製造部の電子証明書９４をあわせた署名付ＩＤ９７とし、秘密情報分散部２１にて署名付ＩＤ９７をＩＤ５に置き換えて分散ＩＤ２２に秘密情報分散する。

秘密情報分散部２１が行う内部処理手順は、データとしてＩＤ５に換えて署名付ＩＤを用いること以外は、実施の形態１と同じであり、以下の詳細記述は省略する。

ＩＤ読取部４ｅの動作も、秘密情報の復元までは実施の形態１と同様である。ただ、復元された情報は、署名付ＩＤ９７である。即ち、図５の情報復元部３６が出力するのは、署名付ＩＤ９７である。

同様に、分散情報検証部３５は、図６の内部処理手順により処理を実行し、情報復元部３６は、図７の内部処理手順により処理を実行する。

なお、ここでは署名付ＩＤ９７をＩＤ５に置き換えてあるので、上記したように、秘密情報復元部２３からは署名付ＩＤ９７が出力される。

次に、ＩＤ読取部４ｅは、署名付ＩＤ９７からＩＤ５と署名データ９６とチップ製造部の電子証明書９４を取り出し、これらにより署名検証部９８が署名検証結果９９を出力する。また、ＩＤ５による検索依頼を情報蓄積部３へデータベース検索部２０により送る。
以降の動作は、実施の形態１と同様である。

なお、ディジタル証明技術としては、既存のＲＳＡ公開鍵暗号方式または楕円暗号方式等が利用できる。また、上記では、実施の形態１のチップ製造部と読取部を変更する構成を説明したが、実施の形態２における各システムの構成と組み合わせるようにしてもよい。つまり、各チップ製造部と読取部を変更する。

以上説明したように、先の各実施の形態と組み合わせて用いることにより、各実施の形態の効果に加えて、ＩＤに対してチップ製造部の署名を施し、復元後のＩＤに対して署名の検証を行うことで、ＩＤの偽造を防止することが可能である。
なお、上記では、署名付ＩＤとして、署名データと、その電子署名書を組み合わせたものとしているが、署名鍵のみによる署名データのみとしてもよい。その場合には、署名データの信憑性は損なわれるが、それでも偽造防止の度合いを高める不正防止効果がある。

実施の形態４．
複製や不正使用を更に困難にしたＩＤチップの生成と、その使用システムの説明をする。
図１２は、本実施の形態における分散ＲＦＩＤチップ７ｆの構成およびＩＤ読取部４ｆの読取部１９ｆの詳細構成を示す図である。この構成を実施の形態１ないし実施の形態３における他の要素と組み合わせてシステムを構成する。
図において、分散ＲＦＩＤチップ７ｆは、分散ＩＤ２２を記録する記録部８と、記録部８の分散ＩＤ２２を特定周波数帯の１つの周波数を利用した無線にて送信する特定周波数アンテナ回路９ｆとで構成される。
対応してＩＤ読取部４ｆの読取部１９ｆは、分散ＲＦＩＤチップ７ｆの特定周波数アンテナ回路９ｆから送信された分散ＩＤ２２を受信する可変周波数アンテナ回路１９１と、乱数発生部１９３と、この得られた乱数により可変周波数アンテナ回路１９１の周波数を変更する周波数切替部１９２からなる。

このように構成されたＲＦＩＤシステムの動作を簡単に説明すると、以下の通りとなる。
各分散ＲＦＩＤチップ７ｆは、記録部８の分散ＩＤ２２を特定周波数帯のそれぞれ異なる１つの周波数を利用した無線にて特定周波数アンテナ回路９ｆにより送信する。
これを受けて、読取部１９ｆは、乱数発生部１９３からの乱数により特定周波数帯の１つの周波数を選び、周波数切替部１９２により可変周波数アンテナ回路１９１の周波数を変更し、分散ＲＦＩＤチップ７ｆの特定周波数アンテナ回路９ｆから送信された分散ＩＤ２２を可変周波数アンテナ回路１９１にて受信する。従って、どの周波数に対応したＲＦＩＤチップの分散ＩＤが読取部により受信されるのかが事前に明らかにされず、一部のＲＦＩＤチップを複製して成りすますことを防止できる。もちろん、必ずしも全てのチップに異なる周波数を割り当てる必要はなく、複数の周波数と、同一周波数を割り当てられたチップにおいては、発信タイムラグを異なるよう設定するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１におけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。実施の形態１における秘密情報分散部の詳細構成とその信号を示す図である。図２に示す情報分散部が行う内部処理手順を示すフロー図である。図２に示す検証用情報生成部が行う内部処理手順を示すフロー図である。実施の形態１における秘密情報復元部の詳細構成とその信号を示す図である。図５に示す分散情報検証部が行う内部処理手順を示すフロー図である。図５に示す情報復元部が行う内部処理手順を示すフロー図である。本発明の実施の形態２におけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。実施の形態２における他のＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。実施の形態２における他のＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態３におけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態４におけるＲＦＩＤ偽造防止システムの構成を示す図である。従来のＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。

符号の説明

１チップ製造部、２物品製造部、３情報蓄積部、４，４ｂ，４ｃ，４ｅ，４ｆＩＤ読取部、５ＩＤ、６ＩＤ生成部、７，７ｆＲＦＩＤチップ、８記録部、９アンテナ回路、９ｆ特定周波数アンテナ回路、１０ＩＤ設定部、１１取付部、１２物品、１３物品情報、１４物品情報設定部、１５データベース登録部、１６情報リスト、１７データベース、１８ＲＦＩＤリーダ、１９，１９ｆ読取部、２０データベース検索部、２１秘密情報分散部、２２分散ＩＤ、２３秘密情報復元部、２４情報分散部、２５検証用情報生成部、２６秘密情報を分散する個数：ｎ、２７秘密情報の復元に必要な最小個数：ｋ、２８分散情報：Ｂ₁ 〜Ｂ_n 、２９素数ｒ、３０乱数ａ，ａ₁ 〜ａ_k-1 、３１検証用情報Ｖ、３５分散情報検証部、３６，３６ｂ，３６ｃ情報復元部、３８分散ＩＤ送信部、３９分散ＩＤ受信部、４０ＩＤ受信部、４１ＩＤ送信部、４２物品情報受信部、４３物品情報送信部、４４情報分散部の内部処理手順その１．、４５情報分散部の内部処理手順その２．、４６情報分散部の内部処理手順その３．、４７情報分散部の内部処理手順その４．、４８情報分散部の内部処理手順その５．、４９情報分散部の内部処理手順その６．、５０情報分散部の内部処理手順その７．、５１情報分散部の内部処理手順その８．、５２情報分散部の内部処理手順その９．、５３情報分散部の内部処理手順その１０．、５４情報分散部の内部処理手順その１１．、５５情報分散部の内部処理手順その１２．、５６検証用情報生成部の内部処理手順その１．、５７検証用情報生成部の内部処理手順その２．、５８検証用情報生成部の内部処理手順その３．、５９検証用情報生成部の内部処理手順その４．、６０検証用情報生成部の内部処理手順その５．、６１検証用情報生成部の内部処理手順その６．、６２検証用情報生成部の内部処理手順その７．、６３検証用情報生成部の内部処理手順その８．、６４検証用情報生成部の内部処理手順その９．、６５検証用情報生成部の内部処理手順その１０．、６６検証用情報生成部の内部処理手順その１１．、６７分散情報検証部の内部処理手順その１．６８分散情報検証部の内部処理手順その２．、６９分散情報検証部の内部処理手順その３．、７０分散情報検証部の内部処理手順その４．、７１分散情報検証部の内部処理手順その５．、７２分散情報検証部の内部処理手順その６．、７３分散情報検証部の内部処理手順その７．、７４分散情報検証部の内部処理手順その８．、７５分散情報検証部の内部処理手順その９．、７６分散情報検証部の内部処理手順その１０．、７７情報復元部の内部処理手順その１．、７８情報復元部の内部処理手順その２．、７９情報復元部の内部処理手順その３．、８０情報復元部の内部処理手順その４．、８１情報復元部の内部処理手順その５．、８２情報復元部の内部処理手順その６．、８３情報復元部の内部処理手順その７．、８４情報復元部の内部処理手順その８．、８５情報復元部の内部処理手順その９．、８６情報復元部の内部処理手順その１０．、８７情報復元部の内部処理手順その１１．、８８情報復元部の内部処理手順その１２．、８９情報復元部の内部処理手順その１３．、９０情報復元部の内部処理手順その１４．、９１情報復元部の内部処理手順その１５．、９２情報復元部の内部処理手順その１６．９３署名鍵、９４電子証明書、９５署名部、９６署名データ、９７署名付ＩＤ、９８署名検証部、９９署名検証結果、１９１可変周波数アンテナ回路、１９２周波数切替部、１９３乱数発生部。

Claims

チップに識別情報を埋め込んで、識別情報チップを生成する識別情報記録装置において、
上記識別情報から、一部のチップが消失しても残存チップで復元可能な数以上の、所定の論理で分散情報と検証用情報とを組にした、それぞれが異なる分散識別情報を複数組、生成する秘密情報分散部と、
上記各組毎にチップに上記分散識別情報を埋め込む識別情報設定部とを備えたことを特徴とする分散識別情報記録装置。
秘密情報分散部は、先ずｎを自然数とする分散数ｎを定め、該ｎに対する復元必要最小数ｋ（ｎ＞ｋ）を得て、上記ｎとｋから分散情報を定め、上記ｋから定まる乱数と素数から検証用情報を定めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の分散識別情報記録装置。
署名データを持ち、識別情報と組合わせて署名付識別情報とし、識別情報に代えて該署名付識別情報から複数組の分散識別情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の分散識別情報記録装置。
署名は、製造部の証明書を付加した署名データとしたことを特徴とする請求項３記載の分散識別情報記録装置。
識別情報記録装置により識別情報を埋め込まれる識別情報記憶チップにおいて、
上記チップは複数組で所定の識別情報を記憶するようにし、かつ各チップは所定の論理で生成された分散情報と検証用情報とを組にして各チップに埋め込み、それぞれが異なる分散識別情報を記録部に持つ、複数組のチップで構成されることを特徴とする分散識別情報記憶チップ。
記録内容として署名データを持ち、識別情報と組合わせて署名付識別情報とし、複数組のチップに埋め込んだ分散署名付識別情報を記録したチップで構成されることを特徴とする請求項５記載の分散識別情報記憶チップ。
記録した分散識別情報または分散署名付識別情報を外部送信する周波数として、少なくともチップによっては異なる送信周波数を持つことを特徴とする請求項５記載の分散識別情報記憶チップ。
チップに埋め込まれた識別情報を読取る識別情報読取り装置において、
上記チップは複数のチップとして、該複数のチップが持つ分散識別情報を読取る読取り部と、
上記読取った複数の異なる分散情報と検証用情報を抽出し、該抽出した複数の、分散情報と検証用情報との組を基に元の識別情報を生成する秘密情報復元部とを備えたことを特徴とする分散識別情報読取り装置。
秘密情報復元部は、複数の組となった分散情報と検証用情報から復元に必要な最小数ｋ組のチップ情報を得ているかを確認し、該ｋ組の分散情報から元の識別情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項８記載の分散識別情報読取り装置。
署名検証部を持ち、また識別情報に代えて、識別情報と組合わせた署名付識別情報とし、チップからの該複数の分散署名付識別情報から署名付識別情報を生成した後、該署名部分を上記署名検証部で検証するようにしたことを特徴とする請求項８記載の分散識別情報読取り装置。
署名は、製造部の証明書を付加した署名データとし、署名検証は該署名データから署名と製造部の検証を行なうようにしたことを特徴とする請求項１０記載の分散識別情報記録装置。
秘密情報復元部は、分散識別情報を読取る読取り部が出力する複数の分散識別情報を入力する分散識別情報受信部を設けて、該受信した分散識別情報から元の識別情報を生成するようにしたことを特徴とする請求項８分散識別情報読取り装置。
読取り部は、読取りに際して受信周波数を切換えて、チップからの分散識別情報または分散署名付識別情報を読取るようにしたことを特徴とする請求項８記載の分散識別情報記録装置。
チップに識別情報を埋め込んで、識別情報チップを生成する識別情報記録装置と、該埋め込まれた識別情報を読取る識別情報読取り装置とからなるシステムにおいて、
上記識別情報から、一部のチップが消失しても残存チップで復元可能な数以上の、所定の論理で分散情報と検証用情報とを組にした、それぞれが異なる分散識別情報を複数組、生成する秘密情報分散部と、上記各組毎にチップに上記分散識別情報を埋め込む識別情報設定部とを備えた分散識別情報記録装置と、
上記チップは複数のチップとして、該複数のチップが持つ分散識別情報を読取る読取り部と、上記読取った複数の異なる分散情報と検証用情報を抽出し、該抽出した複数の、分散情報と検証用情報との組を基に元の識別情報を生成する秘密情報復元部とを備えた分散識別情報読取り装置、とで構成されることを特徴とする分散識別情報記録・読取システム。