JP2006121726A - 通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】認証手順を複雑にすることなく、セキュリティ性能の向上を図る。
【解決手段】本発明に係る通信システムは、顧客が所持する携帯端末1と、この携帯端末1との間で近距離無線通信を行うキャッシュレジスタ2と、キャッシュレジスタ2による売上情報を管理するPOSサーバ3と、各顧客に対して各種のサービスを提供するセンタ4とを備えている。キャッシュレジスタ2で支払いを行う顧客が所持している携帯端末1でPINコードを生成し、生成したPINコードをキャッシュレジスタ2のオペレータに提示し、オペレータがPINコードをキャッシュレジスタ2に入力した後に、このPINコードを利用して携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方で認証処理を行うため、PINコードを不正に入手されるおそれがなくなり、セキュリティ性能を向上できる。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に係る通信システムは、顧客が所持する携帯端末1と、この携帯端末1との間で近距離無線通信を行うキャッシュレジスタ2と、キャッシュレジスタ2による売上情報を管理するPOSサーバ3と、各顧客に対して各種のサービスを提供するセンタ4とを備えている。キャッシュレジスタ2で支払いを行う顧客が所持している携帯端末1でPINコードを生成し、生成したPINコードをキャッシュレジスタ2のオペレータに提示し、オペレータがPINコードをキャッシュレジスタ2に入力した後に、このPINコードを利用して携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方で認証処理を行うため、PINコードを不正に入手されるおそれがなくなり、セキュリティ性能を向上できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、認証処理を行いつつ通信リンクを設定する通信システム、無線通信端末及び無線通信装置に関し、例えば、無線通信端末と無線通信装置との間でBluetoothなどの近距離無線通信により情報の送受信を行う場合を対象とする。
最近、伝送距離が10m程度である近距離無線通信方式が注目を集めている。従来の無線LANの有効な伝送距離範囲が100m以上であるのに対し、近距離無線通信方式は、伝送範囲が狭い分、使用する電力が少ないので、携帯電話などバッテリー容量に制限がある情報処理装置に適している。
Bluetoothは、このような近距離無線通信方式の1つであり、近年、このBluetoothによる通信手段を搭載した携帯電話やPDA等の携帯型情報処理装置(以下、単に携帯端末と呼ぶ)が普及し始めている。Bluetoothの詳細は、非特許文献1の仕様書を参照されたい。
Bluetoothが広範囲に普及すれば、任意の場所で、各場所に適したサービスを提供できる。例えば、コンビニエンスストア、スーパまたは小売店などでは、電子クーポンサービスや、電子ポイントサービス、電子決済、レシート、領収書発行などの購買者向けのサービスを実現できる。さらには、電子チケットによるゲート開閉の制御、自動販売機の決済及び割引、情報配信、道案内などへの適用が期待されている。
以下では、Bluetoothによる通信手段を備えた携帯端末(以下、単にBluetooth携帯端末と呼ぶ)と、Bluetoothを備えた情報通信装置(以下、Bluetooth装置と呼ぶ)との間で、Bluetoothによるコネクションを設定し、当該携帯端末を所持するユーザに、Bluetooth装置がサービスを提供する場合を一例として説明する。
Bluetoothは、商用に公開された周波数帯を使用しており、同じ周波数帯を利用する他の装置による妨害を受けやすい。それゆえ、他の装置からの妨害を受けにくくするために、使用する周波数を定期的に変化させる周波数ホッピング技術を使用している。周波数ホッピングでは、最初に通信を行う2つの装置間で同期を取る作業が必要である。
携帯端末は、その通信エリア内に存在する他のBluetooth装置を探索する際、Bluetooth装置探索機能により、決められた周波数帯を順番にスキャンし、接続可能状態で待機しているBluetooth装置を発見する。
探索信号を受信した接続可能状態のBluetooth装置は、自身の端末識別情報とクロック情報を探索信号送信者に送信する。接続可能状態のBluetooth装置も周期的に、使用する周波数を変更しているため、周波数が一致するまでに数秒必要である。同じ周波数を使用する無線通信手段が近隣に存在しないような理想条件でも、状況によっては1つの端末を発見するのに5秒以上かかることがある。同じ周波数を使用する装置が近くに存在する場合には、さらに長い時間を必要とする可能性がある。
携帯端末は、発見した幾つかのBluetooth装置から、その48ビットの端末識別情報を収集し、そのうちの28ビットと相手のクロック情報を用いて、接続フェーズで、所望の(選択された)Bluetooth装置との間で周波数のホッピングパターンの同期を行う。ホッピングパターンの同期後、物理的なリンクを確立し、以後、各レイヤーが接続されて必要なパラメータの交換と設定が行われ、アプリケーションレベルでデータ交換ができるようになる。必要なら相手認証を実行し、アプリケーションレベルでのコネクションが確立すると、Bluetooth装置は所定のサービスを提供する。
http://www.bluetooth.org/のWebサイトから入手可能な仕様書
http://www.bluetooth.org/のWebサイトから入手可能な仕様書
一般に、無線通信は、赤外線を利用した通信と比較して、2つの装置の位置関係や遮断物の影響がないという利点がある一方、特定の位置に存在する端末のみとコネクションを設定することが困難であるという性質を有する。
これにより発生する問題を説明する。以下では、電子クーポンを携帯端末に保存しているユーザが、コンビニのレジで料金を支払う時に、Bluetooth通信機能を有するキャッシュレジスタとの間で通信を行い、保持している電子クーポンを利用する場面を想定して説明する。
顧客が一人(携帯端末が1つ)で、レジが1つ(Bluetooth装置が1つ)の場合は、支払いを行う顧客の有する携帯端末とキャッシュレジスタとの関係は一意に決定されるため、接続に関する問題は生じない。つまり、携帯端末を操作する人が、上記のようなBluetooth装置探索機能を用いて、Bluetooth装置を発見した場合は、発見した装置を、支払いを行うキャッシュレジスタとみなすことができる。
しかし、キャッシュレジスタが複数存在する場合には、隣のラインのキャッシュレジスタも発見してしまうため、携帯端末を有する利用者は、発見されたキャッシュレジスタの中から、これから支払いを行うキャッシュレジスタがどれなのか、キャッシュレジスタの名称などを確認し、選択する必要がある。
また、支払いを待つ他の顧客が同様に携帯端末を所有している場合には、間違って支払い待ちの顧客が支払いを行う顧客より先にキャッシュレジスタに接続してしまうケースが想定される。
それゆえ、キャッシュレジスタのオペレータが、携帯端末に付随する何らかの情報を用いて、接続した携帯端末が正しいか否かを顧客に確認する必要がある。
このような選択や確認作業は、支払いを行う顧客にとって良いインタフェースではなく、また、オペレータのレジ作業を阻害する。
さらに、携帯端末を操作する人が、間違ったキャッシュレジスタを指定すると、クーポンが使用されるにもかかわらず、支払い金額から値引きされていない、あるいは、他人のポイントが自分に加算されてしまうといった不具合が生じる。取り消し作業は、携帯端末とキャッシュレジスタ双方で行う必要があり、多大な労力を必要とする。
加えて、無線を使用するシステムでは、任意の人が無線通信にアクセス可能なため、悪意をもつ利用者からの攻撃、たとえば、本来の利用者より先にリンクを設定し、本来の利用者が接続できなくなる、あるいは、キャッシュレジスタのふりをして個人情報を密かに取得したりクーポンの盗難などの業務妨害やプライバシーにかかわる問題が発生する可能性がある。
このように、従来は、近距離無線通信を使用して、携帯端末とBluetooth装置を正しく、簡易にかつ迅速に一対一に対応させるのは困難であった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、認証手順を複雑にすることなく、セキュリティ性能を向上できる通信システム、無線通信端末及び無線通信装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、互いに通信を行う通信装置および携帯端末を備え、前記通信装置および前記携帯端末の間で通信リンクを設定する通信システムにおいて、前記通信装置は、表示部と、自装置が所持する通信用識別子を取得する第1の識別子取得部と、前記通信用識別子を前記表示部に表示するための表示用パターンに変換する変換部と、前記表示部に前記表示用パターンを表示させる表示制御部と、を有し、前記携帯端末は、前記表示部に表示された前記表示用パターンを撮像するための撮像部と、前記撮像部で撮像された前記表示用パターンから前記通信用識別子を復元する復元部と、前記復元部で復元された前記通信用識別子を用いて前記通信装置に対して接続要求を行う接続要求部と、を有することを特徴とする通信システムが提供される。
本発明によれば、通信装置で生成した通信用識別子に対応する表示用パターンを携帯端末に提示し、携帯端末で表示用パターンから通信用識別子を復元して、通信装置に対して接続要求を行うため、通信用識別子を不正に入手されるおそれがなくなり、セキュリティ性能を向上できる。
また、本発明によれば、通信装置の表示部に表示された表示用パターンを携帯端末で取得することにより接続情報の伝達を行うため、所望の携帯端末に対して簡易かつ確実に接続でき、セキュリティ性能がより向上する。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る通信システムの第1の実施形態の概略構成を示すブロック図であり、POS(Point Of Sales)システムの一例を示している。図1の通信システムは、顧客が所持する携帯端末1と、この携帯端末1との間で近距離無線通信を行うキャッシュレジスタ2と、キャッシュレジスタ2による売上情報を管理するPOSサーバ3と、各顧客に対して各種のサービスを提供するセンタ4とを備えている。
図1は本発明に係る通信システムの第1の実施形態の概略構成を示すブロック図であり、POS(Point Of Sales)システムの一例を示している。図1の通信システムは、顧客が所持する携帯端末1と、この携帯端末1との間で近距離無線通信を行うキャッシュレジスタ2と、キャッシュレジスタ2による売上情報を管理するPOSサーバ3と、各顧客に対して各種のサービスを提供するセンタ4とを備えている。
キャッシュレジスタ2とPOSサーバ3とは例えばLAN5で接続され、POSサーバ3とセンタ4とは公衆回線や専用回線6で接続され、センタ4と各顧客が所持する携帯端末1とは公衆無線回線で接続されている。携帯端末1とキャッシュレジスタ2は、例えばBluetoothの規格に従って互いに通信を行う。
POSサーバ3は、キャッシュレジスタ2の売上情報に基づいて、販売商品名、販売価格、及び販売数量などを管理するとともに、在庫管理や売れ筋商品の分類を行う。
センタ4は、POSサーバ3が収集管理した情報に基づいて、各顧客への各種サービスを行う。より具体的には、顧客IDを利用して、顧客の購入実績の分析や顧客の連絡先などを調べ、顧客が興味を示すと思われる情報を、公衆無線回線を介して電子メールやダイレクトメール等で提供したり、顧客の購入実績に応じて電子クーポンや電子ポイントを発行したりする。センタ4は、各顧客が所持する電子ポイントの管理も行う。
POSサーバ3とセンタ4は、電子クーポン(クーポン情報)や電子ポイント(ポイント情報)を格納しており、必要に応じて、キャッシュレジスタ2や顧客の携帯端末1にこれらの電子クーポンや電子ポイントを送信する。
電子クーポンは特定の品物の値段をディスカウントできる情報であり、例えば、店名、品物の識別子、ディスカウント金額及び有効期限などの情報で構成され、予め、公衆網140や前回支払時にキャッシュレジスタ2から取得することにより、顧客の携帯端末1(例えば、EEPROM14)に格納されているものとする。顧客は支払い時に携帯端末1から電子クーポンをキャッシュレジスタ2に送信して値引き等のサービスを受けることができる。
電子ポイントは、一定の金額の支払いごとに与えられる得点を含む情報であり、例えば、百円ごとに1点与えられる。また、代金支払時に顧客の携帯端末1に、キャッシュレジスタ2からBluetoothによる通信にて、例えば、店名、得点、有効期限などの情報から構成される電子ポイントのパケットが送信されて、顧客の携帯端末1(例えば、EEPROM14)に格納されているものとする。
顧客は、電子ポイントの得点が一定の点数たまると、公衆回線6を介してセンタ4に請求することにより、あるいは、キャッシュレジスタ2との間のBluetoothによる通信を通じて、それに応じたサービスを受ける(たとえば、所望の景品を郵送してもらう、電子クーポンを配信してもらう等)。
なお、キャッシュレジスタ2を通じて、あるいはセンタ4に請求してなされた電子クーポン、電子ポイントを用いたサービス提供履歴も、POSサーバ3に顧客情報として記録され、個人の嗜好の解析等に利用され、また、各顧客に応じた電子クーポンの発行や、新製品の案内にも利用できる。
図2は本実施形態における携帯端末1の内部構成を示すブロック図である。図2の携帯端末1は、バス10に接続された所定のプログラムを実行するCPU11、プログラムや辞書データを記憶するROM12、一時的な変数やデータを格納するメモリ13、個人登録情報や電子クーポンなどを保存するEEPROM14、マイク15で音声信号をデジタル信号に変換するA/D16、デジタル信号を音声信号に変換してスピーカ17に出力するD/A18、筐体を振動させる偏心モータ19、基地局20との通信を行う通信部21、各種情報を表示する表示部22、顧客が文字を入力するキー入力部23、メニューの選択等を行う選択指示部24、及びBluetooth送受信部(以下、BT送受信部と呼ぶ)25を有する。
BT送受信部25は、2.4GHz帯で無線通信を行うためのアンテナ、ベースバンド部、及びL2CAP(Logical Link Controlled Adaptation Protocol)などの例えばBluetooth仕様書第1版(Bluetooth Version1.0)に記載されているプロトコル制御部などを有する。あるいは、POS端末と同様に、Bluetoothのプロトコルは、携帯端末1のRAM上にロードされて実行される場合もありうる。Bluetooth対応の端末(装置)には、48Bitの全てグローバルユニークな識別情報が付されている。この識別情報は、BT送受信部25に格納されていて、CPU3により必要に応じて読み出し可能になっている。48Bitは図5に示すように3つフィールドf1,f2,f3から構成される。
フィールドf1は24ビットからなるLAP(lower address part)、フィールドf2は8ビットからなるUAP(upper address part)、フィールドf3は16ビットからなるNAP(non-significant address part)である。
NAPとUAPをあわせた24ビットは、Organizationally Unique Identifiers (OUIs)と呼ばれるメーカ固有のIDであり、IEEEでユニークに管理され、各製造メーカはIEEEに申請することにより自社の番号を取得する。LUPの24ビットは一部のアドレス(0x9E8B00-0x9E8B3F)を除いて、各製造メーカがユニークになるように自由に割り振ったものである。
BT送受信部25は、例えば、キャッシュレジスタ2との間で無線通信路を確立し、メモリ13やEEPROM14に格納されている電子クーポン(クーポン情報)や電子ポイント(ポイント情報)を用いた顧客サービスを受けるためのデータの送受信を行う。
携帯端末1における音声通話に関する構成は、従来の携帯電話と同様であり、例えば、通信部21は、基地局20との間で位置登録、発呼・着呼時の呼制御を行ってデータの送受信を行い、通信が終了した際には切断の呼制御、さらに、通信中にはハンドオーバ等を行う。
通信部21は、基地局20から接続要求を受信した場合には、スピーカ17から呼出音を出力したり、偏芯モータ19を駆動して携帯端末1の筐体を振動させることにより、携帯端末1の所持者である顧客の注意を喚起する。顧客の接続了解指示の後、キャリアは2地点間の回線接続を行い、通信を開始する。
携帯端末1は、通信時に、マイクから入力された音声をA/D変換部16でアナログ信号からディジタル信号に変換し、CPU11の制御の下、デジタルデータの圧縮処理を行い、通信部21を通じて近接の基地局に送信する。また、通信部21で受信された信号は、CPU11の制御の下、伸張処理等を施して元の信号に戻され、D/A変換部18でデジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカ17から出力される。
携帯端末1は、通話の他に、JAVA(登録商標)の仮想マシンを実行することにより、通信部21を利用したパケット通信を行い、特定のサーバからプログラムをダウンロードして、端末所持者の指示により実行できる機能を有する。
図3は本実施形態におけるキャッシュレジスタ2の模式図、図4は本実施形態におけるキャッシュレジスタ2の内部構成を示すブロック図である。本実施形態のキャッシュレジスタ2は、バス30に接続されたCPU31、メモリ32、ROM33、商品金額等を入力するキー入力部34、RS-232Cコントローラ35、及びドローア36等を制御するレジ制御部37を有し、RS-232Cコントローラ35には、バーコードリーダ38とBT送受信部39が接続されている。
キャッシュレジスタ2の正面パネルには、図3に示すように、キー入力部34の他に、表示部40と印刷部41が設けられている。
本実施形態のキャッシュレジスタ2は、商品に印刷あるいは貼り付けられたバーコードに記録された会社コードや商品コード等をバーコードリーダで読み取り、LAN5カードとLAN5を介してキャッシュレジスタ2に接続されたPOSサーバ3に対して当該商品の金額を問い合わせる。POSサーバ3から金額情報が送られてくると、その金額情報にキー入力部34で入力された個数を乗じて合計金額に加算する。そして、合計金額のみ、あるいは、個々の商品の価格と合計金額を表示部に出力したり、印刷部でレシートの発行を行い、かつその商品の購入履歴情報をPOSサーバ3に送る。POSサーバ3は、購入履歴情報を保存して、後に、商品売上管理や在庫管理等で用いる。
図4では、RS-232Cコントローラ35を介してBT送受信部39を内部バスに接続する例を説明したが、BT送受信部39は必ずしもRS-232Cコントローラ35を介して接続する必要はなく、例えば内部バス30に直接接続してもよいし、USB(Universal Serial Bus)を介して接続してもよい。ただし、RS-232Cコントローラを介して接続すれば、汎用的なキャッシュレジスタ2を若干変更するだけで本実施形態のキャッシュレジスタ2を実現できる。
BT送受信部39は、2.4GHz帯で無線通信を行うためのアンテナ、RF部、ベースバンド部、L2CAPやRFCOMMなどの例えばBluetooth仕様書第1版(Bluetooth Version1.0)に記載されているプロトコル制御部などから構成されている。CPU31は、実装に依存したコマンドやイベントを使用して、BT送受信部39にBluetoothの制御命令とデータの送受信を命令する。
あるいは、BT送受信部39は、例えば仕様書で定義されたHCI(Host Controller Interfaceコマンドを送信し、その結果をイベントとして受信する。Bluetoothプロトコルは、レジ処理を行うアプリケーションプログラム、顧客へのサービス提供を行うアプリケーションプログラムと共に、CPU31によりメモリ32にロードされ実行する構成でもよい後者のような構成の場合は、
BT送受信部39は、必ずしもRS-232Cを介してホストに接続する必要がなく、例えば、ホストの内部バス30に直接接続してもよいし、USB(Universal Serial Bus)を介して、接続するようにしてもよい。RS-232Cコントローラを介して接続可能とすれば、現行のキャッシュレジスタにも容易に対応可能である。
BT送受信部39は、必ずしもRS-232Cを介してホストに接続する必要がなく、例えば、ホストの内部バス30に直接接続してもよいし、USB(Universal Serial Bus)を介して、接続するようにしてもよい。RS-232Cコントローラを介して接続可能とすれば、現行のキャッシュレジスタにも容易に対応可能である。
以下、Bluetoothの接続方法について簡単に説明する。最初に通信可能な相手装置を発見するインクワイアリ・フェーズを実行する。インクワイアリとページを行う側をマスター、インクワイアリ・スキャン、ページスキャンを行う側をスレーブと呼ぶ。インクワイアリ・スキャン状態に設定されたスレーブ端末のみ、マスターからのインクワイアリに返答する。
マスターは、インクワイアリを行うために、IQパケットを通常10秒間周囲にブロードキャストする。IQパケットにはIAC(Inquiry Access Code)が含まれており、このコードを使用して、すべての、あるいは、特定のデバイスの発見を行う。自装置に関連するIACを含むIQパケットを受信したスレーブは、ランダムに決められた時間待機後、再度IQパケットを受信すると、スレーブのBluetoothアドレス、クロック、デバイスクラスなどの属性をマスターに返信する。
スレーブの情報の収集を終えると、端末所持者の指示により、通信対象である装置が選択され、リンクレベルのコネクションを確立するページフェーズに遷移する。ページフェーズでは、スレーブは、マスターのクロック情報を取得することにより、マスターのBluetoothアドレスとクロック情報を元に計算されるチャネル周波数ホッピングパターンに変更する。
最初に、マスターは、スレーブのLAP 24ビットとUAPの下位4ビット、スレーブのクロックをパラメータとし、スレーブのページスキャンホッピング周波数の推定を行い、推定した周波数およびその近傍の周波数に対して、ページ用のIDパケット送信する。マスターはスレーブのBluetoothアドレスのLAP 24ビットを使用して計算したDAC(呼び出しアクセスコード)を、IDパケットに含めることによりスレーブの指定を行う。
ページスキャン状態のスレーブが、マスターが送信するIDパケットを受信すると、同一のIDパケットをマスターに送信する。
次に、マスターはFHSパケットをスレーブに送信する。マスターが送信するFHSパケットには16bitの誤り検出符号CRCが付加される。CRCを計算する時の初期値にスレーブのBluetoothアドレスのUAP 8bitを使用する。
FHSパケットを受信したスレーブは再度IDパケットをマスターに送信することで、マスターはスレーブが情報を受信したことを確認し、マスター、スレーブ双方チャネル周波数ホッピングパターンに変更する。
その後、リンクレベルでの接続手順と、リンクレベルでのパラメータのコンフィグレーションが行われ接続完了となる。これまでの手順はLMPと呼ばれるプロトコルで実現され、リンクレベルのコネクション生成完了後、L2CAPやRFCOMMなどの上位プロトコルの接続とパラメータのコンフィグレーションが順番に実行され、最後にアプリケーションレベルでのコネクションが生成される。
通常は、上記のようなインクワイアリフェーズを得て相手端末の情報を取得し、取得した情報を用いてページフェーズでマスターとスレーブの周波数の同期を行い、リンクを確立する。
ところが、通信相手のBluetooth情報が既知である場合は、直接相手装置のBluetoothアドレスを指定して、ページフェーズから処理を開始することが可能である。この場合は、インクワイアリフェーズがないため、相手端末の探索に要する時間約10秒をスキップできる。
スレーブのクロック情報が正しく推定できれば短時間で接続することが可能であるが、スレーブのクロック情報の推定が間違っている場合や、クロック情報がなくて、Bluetoothのデフォルトの値で推定した場合は、スレーブの待ち受け周波数と一致するには1.28秒あるいは2.56秒余分に必要とする。
ただし、スレーブのクロック情報がない場合でも、ページスキャンインターバルを短くし、スキャンウィンドウを長くする、あるいは、ページスキャンのモードを変更するなどのパラメータの調整により、時間を短縮することができる。
このような手順により、ページフェーズと接続フェーズが実現され、2つの装置の間にリンクレベルのコネクションを確立できる。また、これらのフェーズで最低限必要なパラメータは、スレーブのBluetoothアドレス 32bit(LAP+UAP)である。スレーブのクロックがあれば、ページにかかる時間を短縮できる。
図6は第1の実施形態における携帯端末1の処理動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、携帯端末1を所持する顧客がキャッシュレジスタ2にて料金決済を行う際の携帯端末1の接続にかかわる処理動作を示している。
顧客は携帯端末1を取り出して、所定のアプリケーションを起動する。このアプリケーションは、BT送受信部25を初期化する(ステップS1)。
アプリケーションは、内部で乱数を生成し(ステップS2)、この乱数を認証に使用する一時的なPINコードとしてメモリ13に記憶するとともに、このPINコードを表示部22に提示する(ステップS3)。
また、通信可能なBT送受信部39を有するキャッシュレジスタ2を探索するために、BT送受信部25に対して限定インクワイアリコマンドの送信を要求する(ステップS4)。この要求を受けて、BT送受信部25は、限定インクワイアリコマンドを所定時間送信する。このとき、専用のインクワイアリアクセスコードを用いることにより、通信可能なキャッシュレジスタ2の探索時間を短縮することができる。
限定インクワイアリコマンドを送信してから、あらかじめ定めた時間を経過してもキャッシュレジスタ2から応答がなければ、タイムアウトと判断して(ステップS5)、接続エラー処理を行う(ステップS6)。
通信可能な装置が近くに存在する場合は、BT送受信部25は、キャッシュレジスタ2からの限定インクワイアリレスポンスを受信する(ステップS7)。
携帯端末1のBT送受信部25は、限定インクワイアイリ・レスポンスを受信すると、アプリケーションに装置発見イベントを通知する。アプリケーションは、発見された装置の識別子を検出し、新規の装置か否かを判断する(ステップS8)。ここでは、発見された装置が接続拒否リストに登録されているか否かを判断する。
新規の装置、すなわち接続拒否リストに登録されていなければ、Class of Device(以後CODと呼ぶ)を検出し(ステップS9)、発見された装置がキャッシュレジスタ2か否かを判断する(ステップS10)。より具体的には、検出されたCODがキャッシュレジスタ2を示す値であれば、限定インクワイアリの中止をBT送受信部25に要求し(ステップS11)、このキャッシュレジスタ2に対してリンク接続要求を行う(ステップS12)。BT送受信部25はこのキャッシュレジスタ2に対してリンク接続要求信号を送信する。
CODがキャッシュレジスタ2を示す値でなければ、発見された装置の識別子を接続拒否リストに登録する(ステップS13)。接続拒否リストに登録された装置は、以後、接続が拒否される。
上述した新規装置の検査やCODの検査は、パラメータをセットしてBTで行い、該当する装置を発見したときのみ、装置発見イベントを通知する方法もありうる。
なお、あらかじめ決められた時間内に発見できない場合は(ステップS14)、接続要求をエラーとして顧客に通知する(ステップS6)。
上述した接続用要求ステップS12の後に、リンクキー入力イベントを受信すると(ステップS15)、リンクキー拒否を返答する(ステップS16)。その後、キャッシュレジスタ2からのPINコード入力イベントを受信すると(ステップS17)、メモリ13に記憶されているPINコードを読み出す(ステップS18)。BT送受信部25は、読み出したPINコードを制御パケットLMP_acceptedとしてキャッシュレジスタ2に送信する。
以上により、携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方で初期化キーが生成される。
続いて、リンクキーのネゴシエーションを行うことにより、マスタである携帯端末1のBT送受信部25の単体キーを認証に使用する合意を行い、キャッシュレジスタ2とのリンク接続の手順を実行し、リンク接続要求を行ったキャッシュレジスタ2からリンク接続結果信号を受信する(ステップS19)。ステータスを検査することによりリンク接続が成功したか否かを判定する(ステップS20)。
リンク接続が成功すると、以後、SDP接続、など、サービスを受けるために必要なプロトコルの接続や、サービスのためのデータを送受信する。
リンク接続が成功しなかった場合は、キャッシュレジスタ2との認証に成功したか否かを判断し(ステップS21)、認証に成功しなかった場合は接続エラー処理を行い(ステップS6)、認証に成功した場合は規定時間以内か否かを判定する(ステップS22)。規定時間以内でなければ接続エラー処理を行い(ステップS6)、規定時間以内であれば接続拒否リストに登録する(ステップS23)。
図7は図6のステップS19及びS20の処理の詳細フローチャートである。認証に使用するキーとして、単体キーと複合キーの2種類があるが、通常、リンク管理のメモリの制約や処理手順の簡易さの面で単体キーが使用される。複合キーは、メモリの増加と、手順が複雑になるが、単体キーに比べてセキュリティ性能は優れている。
ネゴシエーションは、単体キーを使用する場合は、LMP_unit_keyを、複合キーを使用する場合には、LMP_comp_keyの要求コマンドを双方が送信しあい、4種類の要求の組み合わせにより、どのキーを使用するか決定する。双方ともLMP_unit_keyを送信した場合には、マスターの単体キーを使用する。LMP_unit_keyとLMP_comp_keyの場合は、LMP_unit_keyを送信した端末の単体キーを、双方ともLMP_comp_keyを送信した場合には、双方のキーを用いて複合キーを作成する。
単体キーは、接続する端末にかかわらず、1度作成すれば恒久的に使用するキーである。データベースにはペアリングを行った相手端末のBluetoothアドレスのみを記録するのでメモリの効率がよい。単体キーの作成には、内部で発生させた乱数と自端末のBluetoothアドレスを使用してE21と呼ばれる単体キーアルゴリズムで算出する。
リンクキーのネゴシエーション(本例では単体キーとする)が終了すると、使用する単体キーを所持する携帯端末1は、自端末の単体キーと、上記生成した初期化キーの排他論理和を計算し(ステップS31)、LMP_unit_keyでキャッシュレジスタ2に単体キーを送信する(ステップS32,S33)。この単体キーを受信したキャッシュレジスタ2は、先ほど生成した初期化キーを用いて排他論理和を計算することにより、携帯端末1の単体キーを安全に入手することが可能となる。
以上の手続きが終了すると、今度は、携帯端末1とキャッシュレジスタ2がそれぞれ単体キーを使用して相手認証を行う。携帯端末1とキャッシュレジスタ2の一方(以下、装置Aとする。マスタースレーブどちらでもかまわない)が128ビットの乱数を発生させ(ステップS35)、LMP_au_randを用いて通信先の装置Bに送信する(ステップS36)。
装置A,B間で受け渡しした乱数、上記で設定した単体リンクキー、装置B
のBluetoothアドレスを使用して、E1と呼ばれるアルゴリズムを用いてSignal Result(SRES)と定義される値を計算する(ステップS37)。
のBluetoothアドレスを使用して、E1と呼ばれるアルゴリズムを用いてSignal Result(SRES)と定義される値を計算する(ステップS37)。
装置Bは、計算結果をLMP_sresを用いて装置Aに送信する(ステップS38)。続いて、装置Aでは、受信したSRESと自分で計算したSRESを比較し(ステップS39)、同一でなければ認証エラーと判断し(ステップS40)、同一であれば接続可能と判定する。同様に装置A,Bの役割を入れ替えて、ステップS36〜S38と同様の処理を行うことにより、双方で通信相手を認証し、接続の可否を判定する(ステップS41〜S44)。
図7の手順により、初めて接続する携帯端末1とキャッシュレジスタ2間で、互いに通信相手の認証を行うことができる。以上の手順はファームウェアで自動的に実行されるため、通常アプリケーションはその処理手順には関与せず、リンクキーの要求や、PINコードの要求に対してデータの入力のみを行うだけですむ。
次に、図8のフローチャートに基づいて、第1の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の処理動作の一例を説明する。まず、アプリケーションを起動してBT送受信部39を初期化し(ステップS51)、認証モードに設定する(ステップS52)。
キャッシュレジスタ2のオペレータは、携帯端末1を所持する顧客のために、キャッシュレジスタ2のBT送受信部39が携帯端末1を発見して接続可能になると(ステップS53)、アプリケーションを通じてBT送受信部39に通知する。この後、上述したステップS52の処理を行ってもよい
BT送受信部39は、限定インクワイアリメッセージを受信すると(ステップS54)、自己のBTアドレスやデバイスの種類を示すCODなどの情報を、限定インクワイアリを行った携帯端末1に返信する(ステップS55)。
BT送受信部39は、限定インクワイアリメッセージを受信すると(ステップS54)、自己のBTアドレスやデバイスの種類を示すCODなどの情報を、限定インクワイアリを行った携帯端末1に返信する(ステップS55)。
続いて、携帯端末1から接続要求を受信する。接続要求を行った携帯端末1の識別子が接続拒否リストに登録されていなければ、接続許可を返答する。リストに登録されていれば、接続拒否を返答し、不正端末からの接続要求を受信したことをキャッシュレジスタ2の表示装置に表示する(ステップS59)。
接続許可を返答後、リンクキー入力イベントを受信し、それに対してnegativeの返答を行う。次にPINコード入力要求を受信する(ステップS56)、一時的PINコード入力を行うダイアログをオペレータに提示し、一時的PINコードの入力を促す(ステップS60)。
オペレータは、支払いを行う顧客の携帯端末1の表示部に表示された一時的PINコードをキー入力部34から入力する。あるいは、リンク接続要求を受信する前にあらかじめ一時的PINコードの入力を促すダイアログを表示し、入力された一時的PINコードデータを一旦メモリに記憶しておき、メッセージを受信した場合は、記憶されたデータを使用しても同等の効果を得られる。あるいは、キー入力部を顧客に渡して、顧客自身がPINコードの入力を行っても同等の効果が得られる。あるいは、携帯端末1の表示部22にバーコードを示し、スキャナーで読み取る、あるいは、CCDカメラで画像を撮影し、文字認識を行い、一時的PINコードとする。あるいは、IrDAを通じて一時的PINコードを取得しても同等の効果を有する。
一時的PINコードに乱数を使用しなくても、利用者が、あらかじめ携帯端末1のメモリ13に暗証コードとして記憶しておき、PINコードの入力を示すイベントを受信したときに、メモリ13に記憶しておいた数字を使用してもよい。この場合、固定のPINコードを使用するため、セキュリティの強度は、乱数を使用する場合に比べて劣る可能性があるが、表示部に一時的PINコードを提示する必要がないため、携帯端末1での処理を簡略化できる。あるいは、自装置内のクロックから取得したデータの一部あるいは全部を使用しても、乱数を使用した場合と同等の効果が得られる。
続いて、PINコードを取得したか否かを判断し(ステップS61)、取得できなければ、PINコード拒否の返答を行い(ステップS62)、端末発見不可能で、接続不可能な状態に設定する(ステップS63)。
一方、PINコードを取得すると、取得したPINコードをBT送受信部39に送り、BT送受信部39は、一時的PINコードを含むLMP_unit_keyを携帯端末1に送信する(ステップS64)。
その後、携帯端末1からのリンク接続結果を受信する(ステップS65)。続いて、リンク接続処理が成功したか否かを判定し(ステップS66)、成功すると、端末発見不可能で接続不可能な状態に設定し(ステップS67)、上位プロトコルの接続と、アプリケーションの接続処理を行う(ステップS68)。
ステップS66でリンク接続処理が成功しなかった場合は、携帯端末1との認証に成功したか否かを判定し(ステップS69)、認証に成功しなかった場合は、接続拒否リストに登録し(ステップS70)、認証に成功した場合は、端末発見不可能で接続不可能な状態に設定した後(ステップS71)、接続エラー処理を行う(ステップS72)。
上述した携帯端末1が支払いを行うキャッシュレジスタ2と異なるキャッシュレジスタ2のBT送受信部25に接続要求を行った場合は、間違ったキャッシュレジスタ2のオペレータはキャンセルを指示するか、あるいは間違った一時的PINコードを入力するため、端末の認証に失敗する。この場合、携帯端末1のBT送受信部25は、リンク接続要求の失敗メッセージをアプリケーションに通知する。アプリケーションは、失敗した旨を利用者に通知する。利用者は、再度接続要求を指示するか、あるいは、アプリケーションが自動で接続要求を行えばよい。
自動的に接続要求を行う場合は、次に、端末発見回数が規定内の回数かどうか判定を行い、規定以内の場合は、認証に失敗した装置(携帯端末1またはキャッシュレジスタ2)に対応するBTアドレスを接続拒否リストに加え、限定インクワイアリの送信要求をBT送受信部25に行う。以降、端末発見時にリストを検査することにより、一度認証に失敗した端末に接続することを回避できる。
次に、キャッシュレジスタ2の近くにキャッシュレジスタ2に成りすました装置が存在する状況を仮定して説明する。成りすました装置は、キャッシュレジスタ2と同様のリモートネームやCODを使用するため、携帯端末1のBT送受信部25は、CODの検査により成りすました端末もキャッシュレジスタ2として扱ってしまう。
利用者の携帯端末1が発生した一時的PINコードは、キャッシュレジスタ2のオペレータにしか提示されないため、悪意ある成りすましの装置は、表示された一時的PINコード情報を入手できないため、正しい認証手順が実行されず、コネクション接続要求は失敗する。携帯端末1のアプリケーションは、リンク接続要求結果のステータスを検査し、その理由が相手端末の認証に失敗したことを示す状況であった場合は、リンク続要求を行った相手装置のBTアドレスを該当しないリストに記録する。
その後、上記と同様に再度限定インクワイアリを実行し、携帯端末1のBTが、限定インクワイアイリの返信を受信したならば、アプリケーションに端末発見イベントを通知する。アプリケーションは、発見された端末のBluetoothアドレスを検査し、該当しないリストに記録した端末であると場合は、発見した端末を無視する。
以上の方法により、一旦認証に失敗した端末には2度と接続要求を行わないので、キャッシュレジスタ2に成りすました装置を自動的に排除でき、本来所望する端末との接続が容易に実現可能となる。
次に、支払いを行う利用者の所持する携帯端末1以外から、接続要求を受けた場合のキャッシュレジスタ2の処理について説明する。この場合、キャッシュレジスタ2に入力される一時的PINコードと接続要求を行った携帯端末1で入力される一時的PINコードが異なるため、該端末の認証に失敗し、接続要求の結果は失敗する。キャッシュレジスタ2のアプリケーションは、リンク接続要求結果のステータスを検査し、その理由が相手端末の認証に失敗したことを示す状況であった場合は、リンク接続要求をおこなった装置のBTアドレスを接続済みリストに記録する。
再度携帯端末1から接続要求を受けた場合、接続要求には要求者のBluetoothアドレスも含まれているので、このアドレスが接続済みリストに含まれているかどうか検査する。もし、含まれていれば、接続要求に拒否を返答し、キャッシュレジスタ2の表示部40に不正端末からの接続要求を受信したことを表示する。
本発明では、キャッシュレジスタ2を、認証を必要とするモードに設定していたが、携帯端末1が認証を行う設定で合っても問題ない。また、双方認証を必要とするモードでも同様の効果が得られる。
このように、第1の実施形態では、キャッシュレジスタ2で支払いを行う顧客が所持している携帯端末1でPINコードを生成し、生成したPINコードをキャッシュレジスタ2のオペレータに提示し、オペレータがPINコードをキャッシュレジスタ2に入力した後に、このPINコードを利用して携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方で認証処理を行うため、PINコードを不正に入手されるおそれがなくなり、セキュリティ性能を向上できる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態は、携帯端末1でPINコードを生成したのに対し、第2の実施形態はキャッシュレジスタ2でPINコードを生成する点に特徴がある。
第1の実施形態は、携帯端末1でPINコードを生成したのに対し、第2の実施形態はキャッシュレジスタ2でPINコードを生成する点に特徴がある。
図9は第2実施形態における携帯端末1の処理動作の一例を示すフローチャート、図10は第2の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の処理動作の一例を示すフローチャートである。図9及び図10のフローチャートは、図6及び図7のフローチャートと共通する処理が多いため、以下では相違点を中心に説明する。
レジのキャッシュレジスタ2で支払いを行う利用者は、携帯端末1を取り出し、サービスを受けるためのアプリケーションを起動し、アプリケーションは、BT送受信部を初期化する(ステップS81)。
続いて、BT送受信部25に対して接続可能なBT送受信部39を有するキャッシュレジスタ2を探索するために、BT送受信部25に限定インクワイアリコマンド発行を要求し、BT送受信部は限定インクワイアリコマンドを送信する(ステップS82)。
キャッシュレジスタ2のオペレータは、携帯端末1を所持する顧客のために、キャッシュレジスタ2のBT送受信部39が端末発見及び接続可能になったときに、アプリケーションを通じてBT送受信部39に通知する(ステップS115)。併せて、BT送受信部39を、リンクレベルの認証を必要とするモードとペアリングを可能とするモードに設定する(ステップS112)。(この作業はアプリケーションの初期化ルーチンで行ってもよい)。
このとき、キャッシュレジスタ2のアプリケーションは、内部で乱数を生成し(ステップS113)、認証に使用する一時的PINコードとしてメモリに記憶するとともに、その数字をキャッシュレジスタ2の表示装置に提示する(ステップS114)。
キャッシュレジスタ2のBT送受信部39は、限定インクワイアリメッセージを受信すると、自己のBTアドレスやデバイスの種類を示すCODなどの情報を限定インクワイアリを行った端末に返信する。
携帯端末1のBTは、限定インクワイアイリの返信を受信すると、アプリケーションに装置発見イベントを通知する。アプリケーションは、発見された装置の識別子を検査し(ステップS86)、新規に発見した装置であれば、CODを検査し(ステップS87)、もし、キャッシュレジスタ2を示すCODの値の場合は、限定インクワイアリの中止をBT送受信部25に要求し(ステップS91)、発見された装置とのリンク接続をBT送受信部25に要求する(ステップS92)。BT送受信部25は発見された装置に対して接続要求を送信する。
CODが異なる場合には、発見された装置の識別子を接続拒否リストに登録する(ステップS89)。新規装置の検査や、CODの検査はパラメータをセットしてBT送受信部25で行い、該当する装置を発見した時のみ、装置発見イベントを通知する方法もありうる。あらかじめ決められた時間内に発見できない場合は、接続要求エラーを利用者に通知する。
キャッシュレジスタ2のBT送受信部39は、リンク接続要求が、リンクレベルのセキュリティを必要としているため、アプリケーションにリンクキー入力イベントを通知する(ステップS116)。初めて接続する携帯端末1なので、リンクキー入力要求に対してnegativeをBT送受信部39に入力する(ステップS117)。BT送受信部39はアプリケーションにPINコードの入力を示すイベントを通知する。アプリケーションは、該メッセージを受け取った場合は(ステップS118)、メモリ32に記録した一時的PINコードをBT送受信部39に入力し、BT送受信部39は、LMP_unit_keyを携帯端末1に送信する(ステップS125)。
一方、携帯端末1は、リンクキーの入力を受信すると(ステップS93)、リンクキーの入力拒否を返答する(ステップS94)。その後、PINコード入力要求を受信すると(ステップS95)、携帯端末1のBT送受信部25は、PINコードの入力を示すイベントをアプリケーションに通知し、アプリケーションは、一時的PINコード入力を行うダイアログをオペレータに提示し(ステップS96)、一時的PINコードの入力を促す。携帯端末1の所持者は、キャッシュレジスタ2の表示部に示された一時的PINコードの入力を行う(ステップS97)。あるいは、リンク接続要求を送信する前に、あらかじめ一時的PINコードの入力を促すダイアログを表示し、入力された一時的PINコードデータを一旦メモリに記録しておき、メッセージを受信した場合は、記録したデータを使用しても同等の効果を得られる。携帯端末1のBT送受信部25は、LMP_acceptedをキャッシュレジスタ2のBT送受信部39に送信する。以上により、双方に初期化キーが生成される。
このように、第2の実施形態では、顧客がキャッシュレジスタ2で支払いを行うときに、キャッシュレジスタ2で生成したPINコードを携帯端末1に入力し、このPINコードを利用して携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方で認証処理を行うため、認証手順を複雑にすることなく、セキュリティ性能を向上できる。
(第3の実施形態)
上述した第1及び第2の実施形態では、Bluetoothのリンク認証機能を利用していたが、第3の実施形態はリンク認証機能を利用しない点に特徴がある。
上述した第1及び第2の実施形態では、Bluetoothのリンク認証機能を利用していたが、第3の実施形態はリンク認証機能を利用しない点に特徴がある。
図11は第3の実施形態における携帯端末1の処理動作の一例を示すフローチャートである。レジのキャッシュレジスタ2で支払いを行う利用者は、携帯端末1を取り出し、サービスを受けるためのアプリケーションを起動する。アプリケーションは、BT送受信部25を初期化する(ステップS141)。
アプリケーションは、携帯端末1の識別子の一部または全部を表示部22に提示する(ステップS142)。同時に、接続可能なBT送受信部39を有するキャッシュレジスタ2を探索するために、BT送受信部25に限定インクワイアリコマンド発行を要求し、BT送受信部25は限定インクワイアリコマンドをある一定期間送信する(ステップS143)。このとき、専用のインクワイリアクセスコードを用いることで、通信相手のキャッシュレジスタ2の探索時間をさらに短縮できる。
所定時間探索してもキャッシュレジスタ2が見つからなかった場合は(ステップS144)、接続エラー処理を行う(ステップS145)。
キャッシュレジスタ2からの限定インクワイアイリの返信を受信すると(ステップS146)、アプリケーションに端末発見イベントを通知する。
アプリケーションは、発見された端末の識別子を検査し(ステップS147)、新規に発見した端末であれば、CODを取得し(ステップS148)、もし、キャッシュレジスタ2を示すCODの値の場合は、限定インクワイアリの送信中止をBT送受信部25に要求し(ステップS149,S150)、このキャッシュレジスタ2に対するリンク接続をBT送受信部25に要求する(ステップS151)。BT送受信部25はキャッシュレジスタ2に対して接続要求を送信する。
CODが異なる場合は、発見した装置の識別子を接続拒否リストに加える(ステップS152)。新規装置の検査やCODの検査はパラメータをセットしてBT送受信部25で行い、該当する装置を発見した時のみ、装置発見イベントを通知する方法もありうる。あらかじめ決められた時間内に発見できない場合は(ステップS153)、接続要求をエラーとして利用者に通知する(ステップS145)。
上述したステップS109の後、キャッシュレジスタ2からのリンク接続要求結果を受信し(ステップS154)、接続が成功した場合は,S155)、上位プロトコルの接続と、アプリケーションによる接続処理を行う。
一方、接続に失敗した場合は、規定時間以内か否かを判定し、規定時間を越えるとステップS145の接続エラー処理を行い、規定時間以内であれば、接続拒否リストに追加する(ステップS158)。
図12は第3の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の処理動作の一例を示すフローチャートである。キャッシュレジスタ2のオペレータは、アプリケーションを通じてBT送受信部39が端末発見可能、接続可能な状態に設定することをBT送受信部39に指示する(ステップS161〜S163)。
識別子入力を行うダイアログをオペレータに提示し、識別子の入力を促す(ステップS164)。オペレータは、支払いを行う顧客の携帯端末1の表示部22に示された識別子をキー入力部23から入力する。あるいは、リンク接続要求を受信する前にあらかじめ識別子の入力を促すダイアログを表示し、入力された識別子をデータを一旦メモリ13に記録しておき、メッセージを受信した場合は、記録したデータを使用しても同等の効果を得られる。あるいは、キー入力部23を顧客にわたし、顧客自身が識別子の入力を行っても同等の効果が得られる。あるいは、携帯端末1の表示部22にバーコードを示し、スキャナーで読み取る、あるいは、CCDカメラで画像を撮影し、文字認識を行い識別子とする。あるいは、IrDAを通じて識別子を取得しても同等の効果を有する。
続いて、キャッシュレジスタ2のBT送受信部39が限定インクワイアリメッセージを受信すると自BTアドレスやデバイスの種類を示すClass Of Device(以下CODと呼ぶ)などの情報を限定インクワイアリを行った端末に返信する。
続いて、接続要求を受信すると(ステップS165)、接続要求を行った携帯端末1が接続拒否リストに登録されているか否かを判断し(ステップS166)、登録されていれば、携帯端末1に対して接続拒否返答を行い(ステップS167)、不正端末からの接続要求を受信した旨を表示して(ステップS168)、ステップS165に戻る。
上述したステップS166において、接続要求を行った携帯端末1が接続拒否リストに登録されていないと判断されると、この携帯端末1の識別子を取得しているか否かを判断し(ステップS169)、取得していない場合は携帯端末1に対して接続拒否返答を行い(ステップS170)、端末発見不可能で接続不可能状態に設定する(ステップS171)。
上述したステップS169において、携帯端末1から識別子が取得している場合には、ステップS164で入力された識別子と取得した識別子が一致するか否かを判定する(ステップS172)。両者が一致しなければ、接続拒否返答を行い(ステップS173)、この携帯端末1を接続拒否リストに追加する(ステップS174)。
上述したステップS172で識別子が一致したと判断されると、リンク接続許可の返答を行った後(ステップS175)、携帯端末1からのリンク接続結果を受信する(ステップS176)。
リンク接続結果によりリンク接続に成功したか否かを判断し(ステップS177)、成功した場合には端末発見不可能で接続不可能な状態に設定した後(ステップS178)、アプリケーションによる接続処理を行う(ステップS179)。
上述したステップS177でリンク接続に成功しなかったと判断されると、端末発見不可能で接続不可能な状態に設定した後(ステップS180)、接続エラー処理を行う(ステップS181)。
このように、第3の実施形態は、携帯端末1の識別子をキャッシュレジスタ2のオペレータが入力し、入力した識別子と携帯端末1から送信された識別子とが一致すれば、アプリケーションによる接続処理を行うため、第1及び第2の実施形態のようにリンク認証機能を使用するよりも短い時間で、携帯端末1とキャッシュレジスタ2との間で通信を行うことができる。
(第4の実施形態)
第1〜第3の実施形態では、相手を間違えて接続しようとした場合に、端末探索を行うために余計に接続時間がかかってしまう。また、キャッシュレジスタ2の操作者が誤ってPINコードを入力するおそれもある。
第1〜第3の実施形態では、相手を間違えて接続しようとした場合に、端末探索を行うために余計に接続時間がかかってしまう。また、キャッシュレジスタ2の操作者が誤ってPINコードを入力するおそれもある。
第4の実施形態は、携帯端末1の表示部22に携帯端末1の識別情報をバーコード等で表示させ、その識別情報をキャッシュレジスタ2で読み取って認証処理を行うものである。本実施形態では、キャッシュレジスタ2が携帯端末1に接続を行う場合、すなわちキャッシュレジスタ2がマスターで、携帯端末1がスレーブの場合を想定している。
図13は第4の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の模式図、図14は図12のキャッシュレジスタ2の内部構成を示すブロック図である。本実施形態のキャッシュレジスタ2は、図3及び図4に示したキャッシュレジスタ2の構成に加えて、携帯端末1の表示部22に表示されるバーコードを読み取るためのバーコードリーダ38aを備えている。
なお、図3のように、一つのバーコードリーダ38だけを設けて、このバーコードリーダ38で商品登録と携帯端末1の識別情報の取得の双方を行ってもよい。この場合、商品登録と携帯端末1の識別情報の取得のいずれを行うのかを、キャッシュレジスタ2のキー入力部34で切り替えればよい。あるいは、このような切り替えを行うための専用のボタンを設けてもよい。
専用のボタンを設ける場合、キャッシュレジスタ2の操作者は、ボタンを押下して携帯端末1の識別情報の取得を行うモードに設定した状態で、携帯端末1の表示部22に表示されるバーコードをバーコードリーダ38aで読み取って、携帯端末1の識別情報を取得する。バーコードの読み取りに成功すると、自動的にあるいは操作者がボタンを押下して、商品登録モードに切り替える。以後、バーコードリーダ38は、商品登録を行う目的で使用される。
あるいは、バーコード自体に携帯端末1の識別情報か否かを示す情報を予め埋め込んでおけば、ボタンを設けることなく、自動的にバーコードリーダ38aの使用目的を切り替えることができる。すなわち、バーコードの内容をキャッシュレジスタ2で解析することにより、携帯端末1の識別情報を示すバーコードか、商品の識別情報を示すバーコードかを自動的に判別することができる。
また、図13のように、携帯端末1の識別情報を取得するための専用のバーコードリーダ38aを設ける場合は、赤外線センサと組み合わせることにより、携帯端末1とバーコードリーダ38aとの距離が近づくと自動的にバーコードリーダ38aが読み取り作業を開始するようにすることもできる。
通常のバーコードリーダの読み取り時間は数百ミリ秒なので、上記のように自動読み取りを行うと、端末所持者が携帯端末1をバーコードリーダ38aの近くに配置してから数百ミリ秒で端末識別情報をサービス提供装置に伝達でき、Bluetoothの端末探索フェーズに必要な10数秒の時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、キャッシュレジスタ2の操作者が明示的にバーコードリーダ38aを携帯端末1に近づけるという操作を行うだけで、通信相手として特定すべき携帯端末1の識別情報をキャッシュレジスタ2に伝達でき、上記と同様に、携帯端末1の探索時間を短縮できる。
バーコードには、1次元バーコードと2次元バーコードの2種類がある。2次元バーコードの方がより多くの情報を伝達できるが、バーコードリーダの価格が高価なため、1次元バーコードほどは普及していない。1次元バーコードを読み取るバーコードリーダは、一般の小売店などに普及している。
このような背景から、本実施形態では、主に1次元バーコードを用いる例を説明するが、2次元バーコードにも適用可能である。1次元バーコードには、JAN13、JAN8、CODE39、CODE128、標準ITF、及びNW-7などがあり、異なる分野ごとに、その特性に合わせて使用されている。
現在、日本の流通業界で汎用的に使用されているバーコードは、JAN13コードと呼ばれるものであり、13桁の数字を使用している。13桁のうち、2桁が国コード、5桁が会社コード、5桁が製品コード、1桁がチェックコードであるが、店ごとに番号を割り振ることもできる。
Bluetoothでの接続手順では、相手アドレスのうち32bit (4294967296)、言い換えれば10桁のデータを必要とする。このため、JAN13を使用する場合には、図15に示すように12桁のうち10桁を識別情報用に、残り2桁を他の情報を表現するために使用できる。
図16は第4の実施形態における携帯端末1の処理動作の一例を示すフローチャート、図17は第4の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の処理動作の一例を示すフローチャートである。
最初に、携帯端末1の所持者の指示により、サービス提供を受ける専用のアプリケーションを起動する(ステップS201)。次に、自端末のBluetoothアドレスである48ビット識別子を、HCIを通じてHCI_READ_BD_ADDRを発行することで取得する(ステップS202)。あるいは、最初にアプリケーションを起動したときにBluetoothアドレスを取得し、そのアドレスを不揮発性メモリに記録しておき、次回からは不揮発メモリから読み出してもよいし、端末所持者が予め携帯端末1に割り振られた識別子を何らかの手段で入手し、手動でアプリケーションに登録してもよい。
次に、認証処理に使用される乱数を生成し、生成した乱数をメモリ13に記憶する(ステップS203)。
次に、ステップS202で読み出したアドレスの下位32ビットのみ取得して、10進の数字に変化する。このとき、識別子の値が小さくて、桁に変換して10桁に満たない場合は、10桁になるように頭に0を加える。
認証を使用しない場合は、任意の数字2桁を、上位2けたあるいは下位2けたに追加し、12桁の数字を生成する(ステップS204)。
認証を使用する場合は、ステップS203で生成した乱数を、上位2桁または下位2桁として、Bluetooth識別子である10桁に追加する。あるいは双方で秘密に共有する2桁の固定の数字を使用してもよい。
このとき、セキュリティ性能を高めるには、生成した12桁に対して可逆の演算、例えば、秘密の12桁のデータとの排他論理和を求めるか、あるいは、決められた法則に従って、ビットの交換を行うことにより、接続情報の暗号化を行う方法も考えられる。
次に、ステップS204で生成した12桁の数字を用いてJAN13コード用の画像を生成する(ステップS205)。JAN13の画像データは仕様が決められており、仕様に従いチェックサム用の数字(下位1桁)を計算し、得られた13桁の数字を元に横95ドットのバーコード画像を作成する。なお、携帯端末1の画面が大きい場合は、95のN倍のバーコード画像を作成してもよい。
次に、作成したバーコード画像を表示画面に提示し(ステップS206)、Bluetoothデバイスをページスキャン可能モードに変更する(ステップS207)。また、スキャンウィンドウやスキャンインターバルのパラメータを、例えば、それぞれ、22.5msや160msに変更する。これにより、リンクレベルでの接続時間を短縮できる。
端末所持者は、携帯端末1への画像表示を確認すると、携帯端末1の表示部をキャッシュレジスタ2のバーコードリーダ38aに近づけ、バーコードリーダ38aにより、バーコード画像の読み取りを行う。
その後、携帯端末1は、図6と同様に、接続と認証処理を行い(ステップS208〜S217)、リンクの接続が完了するとページスキャンを無効にする(ステップS218)。
一方、キャッシュレジスタ2は、RS-232Cのポートを監視し、バーコードリーダ38aが画像取込みを行った否かを確認し、バーコードリーダ38aが画像データの読み取りに成功すると(ステップS222)、13桁のJAN13コードを取得する(ステップS223)。
取得した13桁の数字から、相手Bluetoothデバイスの32Bitに相当する認証用データを取得し(ステップS224)、16進表記への変換を行う。次に、変換後のデータの上位2バイトを任意の数字で補完し、携帯端末1のみなしBluetoothアドレスを作成する(ステップS225)。携帯端末1から送られた12桁の数字に2桁の認証データが含まれている場合は、復号のための演算を行って、識別情報である10桁の数字と認証用の2桁の数字とを取得する。この認証用の2桁の数字は、リンク接続認証の際に用いられる。
次に、作成したみなしアドレスを用いて、リンク接続要求を携帯端末1に送信し(ステップS226)、携帯端末1とリンクレベルでの接続を試みる。キャッシュレジスタ2はリンクレベルの接続完了イベントを受信すると(ステップS227〜S232)、以後、L2CAPの接続、RFCOMMの接続、アプリケーションであるOBEXの接続を行う。
バーコード画像の中に認証データが含まれている場合には、携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方でリンク接続認証を行う際に、リンクキーの入力イベントを受信したときに、取得した2桁の認証用の数字と双方があらかじめ共有する秘密のコードや日時を種に、128ビットのリンクキーを生成して、リンクキーとして利用する。あるいは、そのままリンクキーとして用いるのではなく、リンクキーを拒否して、PINデータ人力要求イベントを受信したときに、PINデータとして利用できる。Bluetoothのリンクレベルの認証は図6に示したフローチャートに従って、LMP内部で実行される。
以上の手順により、携帯端末1とキャッシュレジスタ2との間でデータの送受信が可能となる。この状態において、携帯端末1は、CPU11の制御により、例えばEEPROM等のメモリ13に格納されている電子クーポンを読み出して、BT送受信部からキャッシュレジスタ2に電子クーポンを送信する
キャッシュレジスタ2は、携帯端末1の接続情報の取得に成功すると、キャッシュレジスタ2の本来の機能であるレジ処理も並行して行う。すなわち、当該顧客が購入しようとしている商品PのバーコードB1をバーコードリーダ38aで読み取り、POSサーバ3から当該商品Pの価格を取得し、それとキー入力部34から入力された個数と乗算を行って合計金額を算出し、商品金額と合計金額を表示部37に表示したり、レシートの発行を行ったりする。当該顧客が購入しようとしている全ての商品のバーコード入力(あるいはキー入力であってもよい)が終了し、それらの合計金額が得られるとき、レジ操作者はキー入力部34から所定のキー入力を行うことにより、レジ処理の終了を指示する。
キャッシュレジスタ2は、携帯端末1の接続情報の取得に成功すると、キャッシュレジスタ2の本来の機能であるレジ処理も並行して行う。すなわち、当該顧客が購入しようとしている商品PのバーコードB1をバーコードリーダ38aで読み取り、POSサーバ3から当該商品Pの価格を取得し、それとキー入力部34から入力された個数と乗算を行って合計金額を算出し、商品金額と合計金額を表示部37に表示したり、レシートの発行を行ったりする。当該顧客が購入しようとしている全ての商品のバーコード入力(あるいはキー入力であってもよい)が終了し、それらの合計金額が得られるとき、レジ操作者はキー入力部34から所定のキー入力を行うことにより、レジ処理の終了を指示する。
キャッシュレジスタ2は、携帯端末1から電子クーポンが送信されてきたときは、それをBT送受信部39で受信し、CPU3の制御のもと、使用可能なクーポンを用いて、その対象商品を値引きするための演算処理を行って、最終的な合計金額を求める。さらに、購入価格に応じた得点を求めて、その得点を電子ポイントとして、BT送受信部39から携帯端末1へ送信する。そして、当該顧客の購入履歴として、顧客情報をPOSサーバ3に送信する。
キャッシュレジスタ2のBT送受信部39は、電子ポイントを送信し終わると、当該携帯端末1との間に確立された無線伝送路の切断処理を実行する。すなわち、コネクションの切断とリンクの切断を行う。
ユーザインタフェースの観点から言えば、携帯端末1の画面から接続情報が正しく取得できた場合、Bluetoothの接続が完了した場合、サービス提供の処理が終了した場合(リンクが切断された場合)などに、携帯端末1とキャッシュレジスタ2のどちらか、あるいは、双方に、効果音や画面表示で状況を知らせるとよい。携帯の場合は、振動させたり、イルミネーションを光らせる方法もありうる。
このように、第4の実施形態では、携帯端末1の識別情報と認証用のデータを示すバーコード画像を携帯端末1の表示部22に表示するため、このバーコード画像をキャッシュレジスタ2のバーコードリーダ38aで読み取ることにより、携帯端末1を簡易かつ正確に特定でき、携帯端末1がサービスの提供を要求してから提供を受けるまでの時間を短縮できる。
特に、本実施形態の場合、携帯端末1の識別情報と認証用データを表すバーコード画像を特定のキャッシュレジスタ2のバーコードリーダ38aで読み取るため、この特定のキャッシュレジスタ2のみが携帯端末の識別情報等を取得でき、セキュリティ性能が向上する。
また、本実施形態では、バーコードリーダ38a等で取得した接続情報により、リンクの確立と認証を行い、携帯端末1とキャッシュレジスタ2の双方において、認証用のキーが一致した場合のみ接続を許容するため、所望の携帯端末1のみがキャッシュレジスタ2の提供するサービスを受けることができる。
また、レジ操作者が携帯端末1の指定を間違う余地がなく、確実なコネクションの確立が可能になる。さらに、処理時間のかかるBluetoothの端末探索の手順を実行しないため、レジ本来の作業を阻害せずに、各種のサービスを提供できる。
また、無線伝送路設定のために取得した携帯端末1の識別情報に対応付けた顧客毎の購入履歴等の顧客情報を収集できるので、この購入情報を用いて購入商品売上管理や在庫管理の他、各顧客の嗜好の解析も行うことができ、各顧客別に個別のサービスを提供できる。
なお、携帯端末1とキャッシュレジスタ2との間で接続情報をやり取りするための具体的な方法に特に制限はなく、バーコードリーダ38aによりバーコードを読み取る方法の他、携帯端末1に設けられた無線タグから無線で接続情報を送信する方法や、IrDA(Infrared Data Association)通信により接続情報を送信する方法や、撮像素子にてバーコード等の識別情報を読み取る方法など、種々の方法が考えられる。
また、上述した実施形態では、1次元バーコードを使用したが、2次元バーコードを使用してもよい。この場合、48ビットのBluetooth識別子を縮退させず、かつ、認証用のデータもビット数を増やすことができ、セキュリティ性能をさらに向上できる。また、自端末のBluetoothクロックの取得が可能であるならば、その情報を含めることにより、接続要求時に、携帯端末1の周波数の推測が正しくなり、より短時間での接続が可能となる。
また、本実施形態では、相手端末の認証にリンクレベルの認証機能を使用したが、OBEXを使用する場合には、取得した認証データをそのまま、あるいは、何らかの演算を行って認証キーとして使用する。OBEXの場合はハッシュ関数であるMD5を用いたチャレンジレスポンス方式での認証が可能となる。
あるいは、OBEXでも標準仕様のMD5の認証方式を使用せず、独自の認証方式の認証キーそのもの、あるいは認証キー作成の種として利用しても同等の効果が得られる。
本例では、1次元バーコードを使用しており、相手BTアドレスを縮退している。このような場合、PIN入力を行いリンクキーを作成すると認証ミスが生じる可能性がある。これを防ぐためには、単体キーとしてリンクキーを作成すれば回避できる。
なお、上記実施形態では、キャッシュレジスタ2が電子クーポンによる値引きや電子ポイントの発行を行っているが、このような処理をキャッシュレジスタ2とネットワークを介して通信可能なように接続されているコンピュータに実行させてもよい。
(第5の実施形態)
第5の実施形態は、第4の実施形態とは逆で、携帯端末1からキャッシュレジスタ2に接続を行う場合、すなわち携帯端末1がマスターで、キャッシュレジスタ2がスレーブの場合を想定している。
第5の実施形態は、第4の実施形態とは逆で、携帯端末1からキャッシュレジスタ2に接続を行う場合、すなわち携帯端末1がマスターで、キャッシュレジスタ2がスレーブの場合を想定している。
図18は第5の実施形態における携帯端末1の処理動作の一例を示すフローチャート、図19は第5の実施形態におけるキャッシュレジスタ2の処理動作の一例を示すフローチャートである。以下では、第4の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
携帯端末1は、接続情報であるバーコード画像を作成した(ステップS255)後、このバーコード画像を携帯端末1の表示部22に提示する(ステップS256)。端末所持者は、携帯端末1の表示部22に表示されたバーコード画像を確認すると、携帯端末1の表示部22をキャッシュレジスタ2のバーコードリーダ38aの読み取り部分に提示する。
キャッシュレジスタ2は、バーコードリーダ38aにより、接続情報であるバーコード画像の読み取りを行う(ステップS282)。読み取りに成功した場合は、効果音を発生したり、画面に読み取り成功のメッセージを表示して、端末所持者に接続情報の取得成功を伝えてもよい。
端末所持者は、接続情報の取得成功を確認すると、Bluetoothの接続開始指示を行い(ステップS257)、特定のIACを設定して限定インクワイアリ送信要求を行う(ステップS258)。新規の端末を発見するとインクワイアリを中断し、発見した端末に対して接続要求を行う。そして、接続要求結果のステータスを調べ、成功ならばL2CAPの接続を、失敗した場合は、概装置のアドレスを既知端末として記録し、再度インクワイアリを行い、他の装置の探索を行う(ステップS259〜S275)。
キャッシュレジスタ2は、バーコードリーダ38aによる接続用データの取得に成功すると(ステップS284)、インクワイアリスキャンとページスキャンを有効とし(ステップS285)、取得した13桁の数字から、相手Bluetoothデバイスの32Bitに相当する情報を取得し、4バイトの16進表記に変換を行う(ステップS287)。
Bluetoothのリンクレベルの接続要求イベントを受信した場合は、接続要求を行った装置のBluetoothアドレスを取得し、下位4バイトの比較を行う(ステップS288)。このときアドレスが一致したならば、接続許可を行う(ステップS289)。一致しない場合は、接続拒否を行う(ステップS290)。
リンクの接続に成功すると、インクワイアリスキャンとページスキャンを無効にする(ステップS291〜S304)。
また、認証を行う場合は、第4の実施形態と同様の処理を行う。図19のフローチャートでは、Bluetoothアドレスの下位4バイトを用いて接続要求を行う装置を識別しているが、ユニークIDである携帯端末のBluetoothアドレスの下位3バイトのみで携帯端末1の判定を行ってもよい。この場合、同一IDを有する携帯端末1が同一場所で同一のタイミングで接続要求を行う確率は1680万分の1以下なので、その確率はほとんど無視することができる。
このように、第5の実施形態では、携帯端末1が不適切な装置を所望の装置よりも最初に発見すると、再接続に数百ミリの時間を要するが、端末識別情報の桁数を減らし、その分、認証用の情報の伝達に用いることができるため、第4の実施形態と比較して接続時間の面では劣るが、セキュリティの強度の面で勝っている。
なお、上述した各実施形態では、キャッシュレジスタ2が携帯端末1にどのようなサービスを提供するかは、特に限定されない。すなわち、携帯端末1と通信を行う機器はキャッシュレジスタ2に限定されない。
上述した各実施形態では、携帯端末1と通信を行う情報交換装置の一例としてキャッシュレジスタ2を挙げて説明したが、本発明は、携帯端末1と通信可能で接続情報を送受する各種の装置、例えば、携帯端末1と通信を行って改札処理を行う改札機、自動販売機、駐車場や施設のゲート等にも適用可能である。
なお、本発明は、上記第1〜第5の実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記第1〜第5の実施形態には種々の段階の発明は含まれており、開示される複数の構成用件における適宜な組み合わせにより、種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも1つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果(のなくとも1つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
(その他の実施形態)
最近、携帯端末1にCCDカメラ等の撮像装置を組み込んだものが普及しており、この種の携帯端末1を用いれば、キャッシュレジスタ2の表示部37に表示された情報を画像として携帯端末1に取り込むことも容易に行える。
最近、携帯端末1にCCDカメラ等の撮像装置を組み込んだものが普及しており、この種の携帯端末1を用いれば、キャッシュレジスタ2の表示部37に表示された情報を画像として携帯端末1に取り込むことも容易に行える。
そこで、上述した第4及び第5の実施形態とは逆に、キャッシュレジスタ2が、キャッシュレジスタ自身のBluetoothアドレスとPINコードとに基づいて二次元画像を生成して、キャッシュレジスタ2の表示部37に表示させ、この二次元画像を携帯端末1の撮像装置で撮像してキャッシュレジスタ2の接続情報を取得し、携帯端末1側あるいはキャッシュレジスタ2側から接続要求を行ってもよい。
この場合も、上述した第4及び第5の実施形態と同様の作用効果が得られる。
1 携帯端末
2 キャッシュレジスタ
3 POSサーバ
4 センター
11 CPU
12 ROM
13 メモリ
14 EEPROM
15 マイク
16 A/D
17 スピーカ
18 D/A
19 偏心モータ
20 基地局
21 通信部
22 表示部
23 キー入力部
24 選択指示部
25 BT送受信部
31 CPU
32 メモリ
33 ROM
34 キー入力部
35 RS-232Cコントローラ
36 ドローア
37 レジ制御部
38 バーコードリーダ
39 BT送受信部
2 キャッシュレジスタ
3 POSサーバ
4 センター
11 CPU
12 ROM
13 メモリ
14 EEPROM
15 マイク
16 A/D
17 スピーカ
18 D/A
19 偏心モータ
20 基地局
21 通信部
22 表示部
23 キー入力部
24 選択指示部
25 BT送受信部
31 CPU
32 メモリ
33 ROM
34 キー入力部
35 RS-232Cコントローラ
36 ドローア
37 レジ制御部
38 バーコードリーダ
39 BT送受信部
Claims (4)
- 互いに通信を行う通信装置および携帯端末を備え、
前記通信装置および前記携帯端末の間で通信リンクを設定する通信システムにおいて、
前記通信装置は、
表示部と、
自装置が所持する通信用識別子を取得する第1の識別子取得部と、
前記通信用識別子を前記表示部に表示するための表示用パターンに変換する変換部と、
前記表示部に前記表示用パターンを表示させる表示制御部と、を有し、
前記携帯端末は、
前記表示部に表示された前記表示用パターンを撮像するための撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記表示用パターンから前記通信用識別子を復元する復元部と、
前記復元部で復元された前記通信用識別子を用いて前記通信装置に対して接続要求を行う接続要求部と、を有することを特徴とする通信システム。 - 前記変換部は、前記通信用識別子のうち、少なくとも前記通信装置を特定するための一部のビットを前記表示用パターンに変換し、
前記復元部は、前記撮像部で撮像された前記表示用パターンから前記一部のビットを復元し、
前記接続要求部は、前記復元された前記一部のビットを用いて前記通信装置に対して接続要求を行うことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記表示用パターンは、前記通信装置と前記携帯端末との間の通信で用いる認証データを含み、
前記通信装置および前記携帯端末はそれぞれ、前記認証データを用いて互いに認証処理を行うための認証部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記通信装置および携帯端末はそれぞれ、前記認証部が認証に失敗した場合に、不正なアクセスが行われたことを警告する警告部をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の通信システム。
Priority Applications (1)
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011120119A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Hitachi Ltd | システム、システム構築方法、管理端末、プログラム |
US8700872B2 (en) | 2007-06-28 | 2014-04-15 | Sony Corporation | Information processing system, reader/writer, information processing apparatus, access control management method and program |
JP2014127058A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Fujitsu Ltd | 中継装置、中継方法及びプログラム |
US8842314B2 (en) | 2008-06-06 | 2014-09-23 | Konica Minolta Business Technologies, Inc | Image processing apparatus capable of wirelessly exchanging data, image processing method capable of wirelessly exchanging data, and image processing program capable of wirelessly exchanging data |
US10372956B2 (en) | 2009-10-14 | 2019-08-06 | Honeywell International Inc. | Automatic information distribution system between indicia reader system and mobile device |
WO2022172803A1 (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | オムロンヘルスケア株式会社 | 無線通信装置、無線通信方法およびプログラム |
-
2005
- 2005-11-10 JP JP2005326479A patent/JP2006121726A/ja active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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