不正防止機能付ＩＣカード、及び読取書込装置
【課題】 無線式ＩＣカード等及び読取書込装置に不正利用防止機能を提供すること。
【解決手段】 無線式ＩＣカード等は、本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、該センサ手段の計測値からＩＣカード本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、該移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、ＩＣカードが不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段とを備える。また、読取書込装置は、本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、該センサ手段の計測値から読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、該移動情報から読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段とを備える。
【解決手段】 無線式ＩＣカード等は、本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、該センサ手段の計測値からＩＣカード本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、該移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、ＩＣカードが不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段とを備える。また、読取書込装置は、本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、該センサ手段の計測値から読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、該移動情報から読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線式ＩＣカード、または同等の機能を有するＩＣチップを内蔵する携帯型情報端末、携帯電話等及び、これらと通信を行う読取書込装置において、スキミングや個人情報漏洩などの不正利用を防止する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりクレジットカードやキャッシュカード等の磁気記録情報を不正に読み出して、コピーを作成し、使用するスキミングという犯罪が後を絶たない。犯罪者は、クレジットカード取扱店のＣＡＴ端末（加盟店信用照会端末）に細工をしてスキーマと呼ばれるカード情報を読み取る装置を仕掛け、利用者のカードの磁気情報を取得したり、または携帯型のスキーマを用いて、例えば飲食店などで上着のポケットに財布を残したままトイレなどに席を立ったお客のクレジットカードから磁気情報を読み出して取得したりする。そして取得した情報からクレジットカードなどを複製し、該カードを用いて利用者になりすまして買い物などを行う。
【０００３】
更に近年では、実際にカードを利用する場面以外、例えば、満員電車などの不特定多数の人が密着・近接するような場面、すなわち、利用者がカードを意識しないような場面においても磁気カードなどに対するある特殊な機器を用いて磁気情報を読み取るなどの犯罪も発生している。
【０００４】
このような犯罪行為に対応するために、クレジットカード業界団体と経済産業省が共同でクレジットカードのＩＣカード化を進めており、容易にスキミングできない環境を目指している。
【０００５】
こうして急速に普及しつつあるＩＣカードであるが、該ＩＣカードはその通信形態により接触型及び非接触型に分類される。接触型ＩＣカードは、カード側に設置された接点(端子)を経由して読み取り端末がデータを取得する。また、非接触型ＩＣカードにはアンテナが内蔵されており、微弱な電波を利用して読み取り端末と交信する。尚、非接触型ＩＣカードには非接触式のＩＣチップが内蔵されており、該非接触式のＩＣチップを携帯電話や携帯情報端末に内蔵させて非接触型ＩＣカードと同等の機能を実現させるものもある。
【０００６】
ＩＣカードは、従来の磁気式カードに比較して高機能でありまた大量のデータを記録することができる。よってカード番号以外にも、例えば電子マネーや個人情報や履歴などの様々な情報を格納することが可能である。基本的にこれらの情報は暗号化され、高いセキュリティによって秘匿されるが、特に非接触型ＩＣカードは翳すだけで情報が読み取られるという無線式の通信方式であるため、前述の磁気式カードの情報が満員電車などで読み取られてしまう例のように、ＩＣカード内の情報が読み取られてしまわないかと不安を感じる者もいるであろう。また、例えＩＣカード内の情報が暗号化されているとしても、その情報が読み取られないように予め不正予防機能を付加しておけば、更なる犯罪の抑止力としても有効であると考えられる。
【０００７】
以上のことから、無線式ＩＣカードにおいて利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られないようにする機能が必要である、ということが言える。また読取書込装置側にも利用者がカード利用を意図していない場合に情報を読み取らないようにする機能を付加し、読取書込装置自体が不正に用いられないようにすることが求められる。
【０００８】
今までのキャッシュカード、クレジットカードの利用の際に、利用者本人であるか確認をしてからカード利用を許可する手法がいくつかあった。一つは、カードの情報を読み取る際にＰＩＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）などのパスワードを、入力手段を介して入力させる方法である。しかしながらこの方法ではなんらかの入力手段が必要であり、該入力手段は読取書込装置に搭載されるのが一般的で、利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られるのを防ぐために適用することは困難であるといえる。
【０００９】
また、本人確認の他の方法として、特許文献１などがある。この方法は、利用者が携帯する装置に、該装置に加えられた物理量を測定する手段を有して、この物理量を受け取った本人確認装置が、この本人の基準変化量と比較して本人を確認するものである。しかしながら、本方法においても、本人かどうかを判断するのは携帯装置側ではなく、読取書込装置側である。よって本人を確認することは可能であるが、前述のように利用者が無意識のうちに無線式のカードから情報を読み取られることを防ぐために適用することは困難である、と言える。
【００１０】
ところで、人間のある一定の動作から、特徴的な移動情報量を導出できることがよく知られている。非特許文献１には、人間の腰部に装着された慣性センサ群（角速度、地磁気、加速度センサ）から取得される加速度ベクトル、角速度ベクトル、磁気ベクトルの解析に基づいて移動情報量を取得し、これに基づいて平坦な歩行動作、階段の昇降動作、エレベータの昇降動作を検出できることが記載されている。このことから、カードを翳すという動作から特徴的な移動情報量を導出することが可能で、導出された移動情報量に基づいて利用者がカードを翳してカード利用を意図しているか、またはカードを翳すという動作を行っておらずカード利用を意図していないかを判断することに用いることが可能であると言える。
【特許文献１】特開２０００−２２７９０２号公報
【非特許文献１】「慣性センサ群とウェラブルカメラを用いた歩行動作解析に基づくパーソナルポジショニング手法」信学報、ＰＲＭＵ２００３−２６０、ｐｐ．２５−３０（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、本発明の課題は、ＩＣカードシステムにおいて不正を防止するための機能を提供することであって、具体的には、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られないようにする機能を提供すること、また読取書込装置側に利用者がカード利用を意図していない場合に情報を読み取らないようにする機能を提供し、読取書込装置自体が不正に用いられないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明では、ＩＣカードに、利用者の動作に伴う移動について速度、加速度などを計測する手段を設け、計測値から移動情報を算出し、予め登録された、利用者がカード利用を意図している場合の移動モデルと該移動情報とを比較し、利用者がＩＣカードの利用を意図しているか否かを判断するようにした。そして利用者がＩＣカードの利用を意図していない場合、つまり不正利用されている場合にはＩＣカード自身の通信機能を停止するようにした。また、読取書込装置には、該装置自体の移動について速度、加速度などを計測する手段を設け、計測値から移動情報を算出し、読取書込装置が移動したと判断された場合には不正に読取書込装置が用いられていると判断するようにした。そして不正利用されている場合には自身の通信機能を停止するようにした。
【００１３】
本発明の一態様によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末であって、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、前記センサ手段の計測値から、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、前記求められた移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末が不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段と、を備えることを特徴とする。これにより、ＩＣカード等が不正に利用されているか否かを判断することが可能である。
【００１４】
更に、前記移動モデル比較手段において、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする。これにより、不正利用されている場合に情報送信を停止することが可能であるためＩＣカードからの不正な情報流出を防ぐことが可能である。
【００１５】
また、実際に前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末を利用する際の利用者の動きに基づいた移動モデルを生成し設定登録する移動モデル設定手段を備えることを特徴とする。これにより、利用者それぞれの特有の動作によるカード使用の正当性を行うことが可能で、バイオメトリクス認証の効果を備えることが可能であるといえる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、 無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末と通信を行う読取書込装置であって、前記読取書込装置本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、前記センサ手段の計測値から、前記読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、前記求められた移動情報から前記読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段と、を備えることを特徴とする。これにより、読取書込装置自体が不正に利用されているか否かが判断することが可能である。
【００１７】
更に、 前記不正行為判断手段において、前記移動情報から前記読取書込装置が移動していることが検出され、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止する。これにより、読取書込装置が不正利用されたと判断された場合に通信機能を停止するために、ＩＣカードの情報を読み出すことができない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者の利用意図の有無を判断してＩＣカード内の情報を送信するか停止するかを制御できるため、不正に情報が読み取られることを防止することが可能である。更に、カード利用の際の各利用者の動作に対応する移動モデルを設定登録し、これに基づいてカードが不正利用されているか否かを判断することも可能で、バイオメトリクス認証効果を備えることも可能である。
【００１９】
また、無線式ＩＣカード等と通信を行う読取書込装置において、読取書込装置がＩＣカード等に近づいて情報を読み取ろうとする場合にその通信機能を停止する機能を備えるため、読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００２０】
このように、本発明によればカード利用者の安心感を高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末を単にＩＣカードと言い、ＩＣカードと通信して情報のやりとりする装置を単に読取書込装置と言うことにする。
【００２２】
図１（ａ）に本発明のＩＣカードの原理構成を示し、図１（ｂ）に本発明の読取書込装置の原理構成を示す。
図１（ａ）に示すように、本発明のＩＣカード１は、自身の移動の際の運動計測を行うセンサ手段２、該センサ手段２の計測値から移動方向、移動速度、移動距離、加速度などから成る移動情報を求める移動情報計測手段３、該移動情報と、正しく利用される場合の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを予め設定登録した移動モデルとを比較し、ＩＣカードが不正に利用されていないかどうかを判断する移動モデル比較手段４と、読取書込装置との通信を行う通信手段５とを備え、更に、実際に利用者がＩＣカード等を利用する際の動作に対応する移動方向、移動速度、移動距離、加速度などの情報を移動モデルとして設定する移動モデル設定手段６とを備える。
【００２３】
また図１（ｂ）に示すように、本発明の読取書込装置７は、自身の移動に伴う運動計測を行うセンサ手段８と、該センサ手段の計測値から移動方向、移動速度、移動距離、加速度などからなる移動情報を求める移動情報計測手段９と、該移動情報から読取書込装置が不正に利用されていないかどうかを判断する不正行為判断手段１０と、ＩＣカードとの通信を行う通信手段１１とを備える。
【００２４】
尚、図１（ａ）と図１（ｂ）において同様の動作をする部分については、同一の名前を使用した。
次に、本発明において、ＩＣカード等が不正に利用されていないかどうか、移動モデル比較手段４または不正行為判断手段１０で、どのように判断するかについて説明をする。
【００２５】
ＩＣカードを利用する場合、利用者はカードを手に持ち、読取書込装置に翳すという動作を行う。本発明では、この定常的に行われる利用意思表現を用いる。すなわち、カードが移動せず（つまり、移動速度が０に近い）に、ＩＣカードと読取書込装置の距離が縮まり、読取書込装置からＩＣカードに電力が供給されて無線通信が開始されるというケースでは、読取書込装置がＩＣカードに近づいたという状況が想定され、一般的には利用者の利用意思があるとは考えられない。また、非接触ＩＣカードなどの近接型の無線方式の特長から考えると、カードを翳す方向にはある特徴量を示すことが考えられる。すなわち利用者がカードを利用しようとする意思がある場合には、カードは特徴的な動きをすることが言える。本発明ではこのような特徴的な移動の情報を移動モデルとして予め設定しておき、センサ手段８の計測値から求められた移動情報を比較して不正が行われていないか判断する。
【００２６】
読取書込装置においても同様に不正を判断する。すなわち、一般的には読取書込装置は設置されている状態において利用されることが多く、逆に読取書込装置が移動しながら通信を行う場合には、不正行為と判断する。
【００２７】
非特許文献１などから人間のある一定の動作から特徴的な移動情報量を導出できることはよく知られていることは上述したが、本発明は利用者がＩＣカードを利用する意思がある場合などから導出される特徴的な移動情報量を移動モデルとして設定登録して利用するものである。
【００２８】
図２、図３はＩＣカードの利用に関わる移動モデルを説明するものである。
一般的に、利用者は読取書込装置のアンテナ面２１に対して、最終的にカードが水平になるように翳す、または接触させることで利用の意思を明確に示す。図２はこれを示したもので、カードの移動モデルは図中の２２または２３のようになる。ここで、例えばカード面に対する座標軸を図４に示すように決めると、カード移動モデル２２および２３に示すとおり、ｚ軸方向の移動距離が多いモデルとなる。
【００２９】
一方、図３に示すようなカード移動モデル３２、３３では、ｘ、ｙ軸方向の移動量が多く、一般的には利用者の利用意思を明確に示すものではない。なお、モデル３４ではｚ軸方向の移動量が多いわけであるが、通常、電源供給が非常に小さいアンテナ位置関係となるため、カード機能が起動しない、またはほとんど起動しない。
【００３０】
つまり、移動モデル２２、２３が利用の意思を示し、移動モデル３２、３３、３４が利用の意思を示さない正当ではないモデルと考えることができる。これにより、移動モデル２２、２３に対応するような移動速度、移動距離、移動加速度などの運動量情報を予め設定するなどし、実際にカードを利用する際に計測される移動情報と比較して、その動作が正当であるか否かを判断する。
【００３１】
図５は、読取書込装置が不正利用される場合の移動モデルを説明するものである。すなわち、不正行為者によって所持される読取書込装置５２が静止しているカード５１へ近づくものである。この移動モデルでは、一般的にカード側の移動距離、移動速度などがほぼ０に近い状態を示して、読取書込装置からの通信要求を受信する。つまり、移動モデル５３は読取書込装置が不正に利用される場合のモデルと考えることができる。よって読取書込装置の移動速度、移動距離などが０以上である場合に不正に利用されていると判断することができるので、これにより、読取書込装置の移動モデルとして移動距離、移動速度などを閾値としてほぼ０に近い値を設定しておき、実際に読書込装置がカードと通信する際に計測される移動情報と比較し、移動距離、移動速度などが（ほぼ）０以上であるならば不正に利用されていると判断する。
【００３２】
このように本発明では図２、図３、図５に示したような移動モデルを用いて、不正行為を判別する。
以上、本発明のＩＣカードおよび読取書込装置の原理構成と不正行為をどのように判定するかの概要を説明したが、以下、実施例を示す。第１実施例、第２実施例はＩＣカードに関する実施例を示し、第３実施例は読取書込装置に関する実施例を示すものである。
【００３３】
図６に第１実施例の無線式ＩＣカードの構成を示す。
ＩＣカードの物理的構成としては、アンテナ部６１、送受信部６２、制御部６３、センサ制御部６４、電源制御部６８を備える。点線６９で囲まれた部分（アンテナ部６１、送受信部６２、制御部６３、電源制御部６８）は、従来のＩＣカードが備える機能と同等である。センサ制御部６４は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動速度、移動加速度などを検出し、計測値を出力するセンサ部６５、センサ部６５からの出力値に基づいて、移動距離、移動速度、移動加速度、移動方向などからなる移動情報を求める移動情報計測部６６、予め設定された移動モデルのそれぞれの情報と求められた移動情報のそれぞれの情報とを比較する移動モデル比較部６７により構成される。また、移動モデル比較部６７の設定値は制御部６３から設定できる。図１（ａ）の原理図との対応では、アンテナ部６１及び送受信部６２が通信手段５に、センサ部６５がセンサ手段２に、移動情報計測部６６が移動情報計測手段３に、移動モデル比較部６７が移動モデル比較手段４に、制御部６３が移動モデル設定手段６に対応する。
【００３４】
センサ部６５は、加速度センサや角速度及び速度センサなどを組み合わせたセンサのほか、３軸の移動情報が測定できるものであればいずれでもよく、近年ではこのようなセンサはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ：微細電気機械システム）などの半導体マイクロ加工技術の発展により、超小型のものが出現してきており、カード形状への対応なども可能である。
【００３５】
尚、ここではカード側は、バッテリなどの電源を所持しない構成として、読取書込装置との通信により、電源制御部６８にて、各部へ電源を供給するような構成をとっているが、例えば携帯電話や携帯情報端末などにカード機能部６９が搭載されている場合には、本体内部にて電源を有して電源制御部６８により、電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する構成でもよい。
【００３６】
また、図６の構成図において、移動情報計測部６６及び移動モデル比較部６７は、ＣＰＵの機能を有する制御部６３内部にて実現することも可能であるが、従来のカード機能と比較して分かり易くするために両者の機能を分割して示している。
【００３７】
図７に、カードの動作フローを示す。
まず、読取書込装置との距離が縮まることによって供給されはじまる電力にてカード機能は起動される（Ｓ７１）。そして、センサ部６５によって、カード本体が移動することによって得られる３軸の移動情報を一定時間計測し、移動情報計測部６６にて移動情報が求められる（Ｓ７２）。この後、移動モデル比較部６７にて、求められた移動情報と予め設定登録されている移動モデルとを比較して、不正行為でないと判断されればＳ７４にすすみ通信処理を行う。不正行為であると判断されると通信処理を行わずに通信機能を停止して終了する。
【００３８】
尚、Ｓ７３における比較処理であるが、具体的には設定された移動モデルの移動距離、移動速度などをスレッショルド値Ｔｈ１として、求められた移動情報の移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも大きければ利用者の利用意思があると判断するものである。ここで、第１実施例における「設定された移動モデル」とは、特に各利用者の実際の利用動作に基づいた固有のモデルではなく、移動速度、移動距離、移動方向などを経験等から得られる数値等で入力設定したものである。図２、図３を用いて上述したように、例えば、利用者がカードを翳すときにはｚ軸方向の移動距離が大きいので、移動モデルとしてｚ軸方向の移動距離のスレッショルド値を５０ｃｍと設定しておき、この値と比較して正当な利用であるかを判断したり、また、利用者がカードを翳すときには移動速度、移動加速度がそれぞれある程度の値を伴うのでその値をスレッショルド値として設定しておき、その値と比較して正当な利用であるかを判断する。尚、これらの判断において、移動速度、移動方向、移動加速度などそれぞれ１つだけで判断するようにしてもよいし、複数のものを組みあせて判断するように構成してもよい。
【００３９】
ところで、第１実施例を、予め指定された種別の情報を通信する場合のみ前記移動モデル比較手段の結果に基づいた通信制御をするように構成することも可能である。予め指定された種別の情報を利用する特定のアプリケーションでは、移動情報による不正判定を行わないことが求められることがある。特定のアプリケーションとは例えば、カードをスロットへ差し込む場合や、予めアンテナ近傍においてサービスを行う場合などのことで、これらはカード移動を伴わないが利用者の利用意思があるため図７のようにカードが動作してしまうと不適当である。このようなアプリケーションに対応するために図７に示した動作フローを図８のように変更する。
【００４０】
図７と同様に、読取書込装置との距離が縮まることによって供給されはじまる電力にてカード機能は起動される（Ｓ８１）。そして、センサ部６５によってカード本体が移動することによって得られる移動情報が計測される（Ｓ８２）が、送受信部６２にて読取書込装置からの要求電文受信までの通信処理を行う（Ｓ８３）。次に、要求電文を解析して応答判定処理を行う（Ｓ８４）。この処理にて、応答を制限する場合、移動情報による不正行為の判定処理を行い（Ｓ８５）、不正行為でないと判定された場合には正常に応答する通信処理を行い（Ｓ８６）、処理を終了する。Ｓ８４にて、応答を制限しないとされた場合、Ｓ８６に進み正常に応答する通信処理を行い、処理を終了する。
【００４１】
このように第１実施例は、必ずしも移動を伴わずに行われるアプリケーションに対しても応用可能である。
更に、第１実施例における移動モデル比較部６７に設定された移動モデルは、予め移動モデル比較部６７内に設定値情報として格納されているが、読取書込装置との通信によって設定変更するように構成することも可能である。図９にその際に動作フローを示す。
【００４２】
まず、正当な利用者が移動モデルのうち、例えば移動速度に関するスレッショルド値Ｔｈ１を変更したい場合、予め変更したいスレッショルド値Ｔｈ１’を専用の読取書込装置に設定して、読取書込装置を設定値変更状態にて待機させる。ここで、カードを翳し、通常の通信処理と同様に処理Ｓ９１、Ｓ９２にて通信を行う。カードは設定値変更コマンド１を受信し（Ｓ２２）、このコマンド１の情報であるスレッショルドＴｈ１’を、制御部３を介して移動モデル比較部６７内の設定値を変更する（Ｓ２３）。
【００４３】
以上、本発明の第１実施例について説明した。第１実施例によれば利用者の利用意図を判断して通信機能を制御できるので、利用意図がない場合にカードの情報が流出するのを防ぐことが可能である。次に本発明の第２実施例について説明する。
【００４４】
第２実施例は、移動モデルを、利用者が実際にカードを翳すなどの動作を行うことによって抽出された情報から生成して、設定登録するＩＣカードを示すものである。すなわち、第１実施例では、図７のＳ７３または図８のＳ８５にて設定された移動モデルの移動距離、移動速度などをスレッショルドＴｈ１として比較を行うが、このスレッショルドＴｈ１は、経験的に得られた移動速度、移動距離、移動方向などの数値を入力、登録したものであった。第２実施例では、利用者が実際にカードを翳す動作を行い、それに基づいて移動モデルを生成し、移動モデルを構成する移動距離、移動速度などの値をスレッショルドＴｈ２として設定登録するものである。尚、第２実施例の内部構成は第１実施例の図６と同一である。
【００４５】
以下、第２実施例におけるスレッショルド値の変更方法について説明する。
図１０は、カードの状態遷移図を示すものである。カードは通用の通信を行うモード１（Ｓ１０１）及び正当性を検出するための情報を抽出する、つまり移動モデルを構成する移動速度、移動距離などの特徴量を決定するモード２（Ｓ１０２）の間を遷移する。モード２では、正当な利用者がカードを翳す行為を繰り返し、正当な移動モデルを決定して、スレッショルドＴｈ２を記憶する。これにより、それ以外の行為、つまり移動情報は正当ではないと判断される。
【００４６】
図１１はモード１からモード２へ遷移する場合のカード動作のフローを示すものである。
専用の読取書込装置と通常の通信処理（Ｓ１１１，Ｓ１１２）を行い、設定値変更コマンド２を受信した（Ｓ１１３）カードは、このコマンド２の情報である移動情報取得回数Ｎを記憶し（Ｓ１１４）、モード２へ遷移する（Ｓ１１５）。回数値Ｎは、利用者の動作からスレッショルド値を決定するために適切な回数であればよい。また、スレッショルド値は例えばＮ回の分布からピーク値を推定して決定するようにする。
【００４７】
図１２は、モード２におけるカードの動作フローを示すものである。正当な利用者は、モード２において専用の読取書込装置に対してカードを翳す行為をｎ回だけ繰り返す。つまり、翳されたカードは、そのときの移動情報検出を行い、取得する（Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３）。この繰り返し回数ｎがＮ回に至っていれば（Ｓ１２５）、得られたＮ回分の移動情報から移動量モデルを生成しスレッショルドを決定するアルゴリズムからスレッショルド値Ｔｈ２を生成して（Ｓ１２６）、制御部６３を介して、移動モデル比較部６７の設定値を変更する（Ｓ１２７）。そして、モード１へ遷移して、次回から通常の正当性チェックによりカード処理を行う状態となる。
【００４８】
このように第２実施例では、利用者個別の動作に基づく情報を登録して、それに基づいてカード利用の正当性をチェックする、すなわちバイオメトリクス認証効果を備えることができるといえる。
【００４９】
以上、第１実施例、第２実施例ではＩＣカードについての実施例を示したが、以下第３実施例で読取書込装置の実施例を示す。
図１３、１４に第３実施例の読取書込装置の構成を示す。図１３は、アンテナ部と本体が一体型のもので、図１４はアンテナ部と本体が分離していて可搬性が重視されたものである。
【００５０】
図１３の読取書込装置は、アンテナ部１３１、無線送受信部１３２、制御部１３３、万マシンインタフェースとなる表示部１３４と操作入力部１３５、電源制御部１３６、およびセンサ制御部１４１からなる。センサ制御部１４１は、ＩＣカードのセンサ制御部６４と同様で、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動速度、移動加速度、移動距離などを検出し、計測値を出力するセンサ部１４０、センサ部１４０からの出力値に基づいて、移動距離、移動速度などからなる移動情報を求める移動情報計測部１３９、予め設定された設定値と求められた移動情報を比較することで不正行為かどうかを判断する比較部１３８、により構成される。図１（ｂ）の原理図との対応では、アンテナ部１３１及び無線送受信部１３２が通信手段１１に、センサ部１４０がセンサ手段８に、移動情報計測部１３９が移動情報計測手段９に、比較部１３８が不正行為判断手段１０に対応する。
【００５１】
図１４の読取書込装置は、図１３の読取書込装置と同様に、アンテナ部１４２、無線送受信部１４３、通信及び電源のインタフェース部１４４、１４５、制御部１４６、マンマシンインタフェースとなる表示部１４７、と操作入力部１４８、電源制御部１４９およびセンサ制御部１５２からなる。センサ制御部１５２は、図１３と同様にセンサ部１５３、移動情報計測部１５４、比較部１５５により構成される。分離型の場合、カードと通信を行うアンテナ側１５１と本体側１５０からなり、センサ制御部１５２はアンテナ側１５１に格納される構成である。
【００５２】
図５を用いて上述したように、読取書込装置が不正利用される場合は、読取書込装置が静止しているカードへ近づく、という特徴的な動作が伴う。従って、設定値以上（例えば移動速度０、移動加速度０など）であって、かつＩＣカードと通信を行う場合にはそれは不正利用されていると判断して通信機能を停止するようにすればよい。
【００５３】
図１５に、読取書込装置の動作フローを示す。
まず、ＩＣカードとの距離が縮まることによって通常の通信処理が開始される。読取書込装置は、カードとの通信を開始する毎に、センサ制御部１４１、１５２、のセンサ部にて得られる、本体が移動することによる３軸方向の移動に関わる情報（移動速度、移動距離、移動加速度など）を一定時間計測する（Ｓ１５１）。この後、比較部１３８、１５５において、計測した移動情報が予め適切に設定された値である、スレッショルド値Ｔｈ１と比較して（Ｓ１５２）、不正行為があったと判断された場合には通信処理を行わずに通信機能を停止し処理を終了し、不正行為がないと判断された場合には、正常な通信処理（Ｓ１５３）を行って処理を終了する。尚、Ｓ１５２における比較処理であるが、具体的には予め設定された移動距離、移動速度などをスレッショルドＴｈ１として、求められた移動情報の移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも大きければ読取書込装置が動いたとし、不正利用されていると判断し、また移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも小さければ読取書込装置は停止したままとし、不正利用されていないと判断するものである。この判断において、移動速度、移動加速度などそれぞれ１つだけで判断するようにしてもよいし、複数のものを組み合わせて判断するように構成してもよい。
【００５４】
このように第３実施例では、読取書込装置が移動しながらＩＣカードと通信して情報をやりとりする場合にスキミングなどの不正行為であると判断して、読取書込装置自身が通信機能を停止する。これにより読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００５５】
以上、本発明の不正使用防止機能を備えたＩＣカードおよび読取書込装置について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。上述の説明では、利用者の運動量値として移動速度、移動加速度、移動距離、移動方向などを用いて説明したが、例えば運動量値として角速度や位置情報などの値を用いるように構成してもよい。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々の構成、または形状をつくることができることはいうまでもない。
【００５６】
以上のように本発明によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者の利用意図の有無を判断してＩＣカード内の情報を送信するか停止するかを制御できるため、不正に情報が読み取られることを防止することが可能である。更に、カード利用の際の各利用者の動作に対応する移動モデルを設定登録し、これに基づいてカードが不正利用されているか否かを判断することも可能で、バイオメトリクス認証効果を備えることも可能である。
【００５７】
また、無線式ＩＣカード等と通信を行う読取書込装置において、読取書込装置がＩＣカード等に近づいて情報を読み取ろうとする場合にその通信機能を停止する機能を備えるため、読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００５８】
このように、本発明によればカード利用者の安心感を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の原理構成を示す図である。（ａ）はＩＣカード等の原理構成を示し、（ｂ）は読取書込装置の原理構成を示す。
【図２】利用者がＩＣカードを利用する意思のある時の移動モデルを示す図である。
【図３】利用者がＩＣカードを利用する意思のない時の移動モデルを示す図である。
【図４】ＩＣカードの座標軸を示す図である。
【図５】読取書込装置が不正に用いられる場合の例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す図である。
【図７】第１実施例のカード動作フロー（その１）を示す図である。
【図８】第１実施例のカード動作フロー（その２）を示す図である。
【図９】移動モデルの設定変更をする場合の動作フローを示す図である。
【図１０】第２実施例におけるカードの状態遷移図を示す図である。
【図１１】第２実施例におけるカードの動作フロー（その１）を示す図である。
【図１２】第２実施例におけるカードの動作フロー（その２）を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例（一体型）を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例（分離型）を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ＩＣカード
２ センサ手段
３ 移動情報計測手段
４ 移動モデル比較手段
５ 通信手段
６ 移動モデル設定手段
７ 読取書込装置
８ センサ手段
９ 移動情報計測手段
１０ 不正行為判断手段
１１ 通信手段
２１、３１ アンテナ面
２２、２３、３２、３３、３４、５３ 移動モデル
５１ ＩＣカード
５２ 読取書込装置
６１ アンテナ部
６２ 送受信部
６３ 制御部
６４ センサ制御部
６５ センサ部
６６ 移動情報計測部
６７ 移動モデル比較部
６８ 電源制御部
６９ カード機能部
１３１、１４２ アンテナ部
１３２、１４３ 無線送受信部
１３３、１４６ 制御部
１３４、１４７ 表示部
１３５、１４８ 操作入力部
１３６、１４９ 電源制御部
１３８、１５５ 比較部
１３９、１５４ 移動情報計測部
１４０、１５３ センサ部
１４１、１５２ センサ制御部
１４４、１４５ インタフェース部
１５０ 本体側
１５１ アンテナ側
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線式ＩＣカード、または同等の機能を有するＩＣチップを内蔵する携帯型情報端末、携帯電話等及び、これらと通信を行う読取書込装置において、スキミングや個人情報漏洩などの不正利用を防止する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりクレジットカードやキャッシュカード等の磁気記録情報を不正に読み出して、コピーを作成し、使用するスキミングという犯罪が後を絶たない。犯罪者は、クレジットカード取扱店のＣＡＴ端末（加盟店信用照会端末）に細工をしてスキーマと呼ばれるカード情報を読み取る装置を仕掛け、利用者のカードの磁気情報を取得したり、または携帯型のスキーマを用いて、例えば飲食店などで上着のポケットに財布を残したままトイレなどに席を立ったお客のクレジットカードから磁気情報を読み出して取得したりする。そして取得した情報からクレジットカードなどを複製し、該カードを用いて利用者になりすまして買い物などを行う。
【０００３】
更に近年では、実際にカードを利用する場面以外、例えば、満員電車などの不特定多数の人が密着・近接するような場面、すなわち、利用者がカードを意識しないような場面においても磁気カードなどに対するある特殊な機器を用いて磁気情報を読み取るなどの犯罪も発生している。
【０００４】
このような犯罪行為に対応するために、クレジットカード業界団体と経済産業省が共同でクレジットカードのＩＣカード化を進めており、容易にスキミングできない環境を目指している。
【０００５】
こうして急速に普及しつつあるＩＣカードであるが、該ＩＣカードはその通信形態により接触型及び非接触型に分類される。接触型ＩＣカードは、カード側に設置された接点(端子)を経由して読み取り端末がデータを取得する。また、非接触型ＩＣカードにはアンテナが内蔵されており、微弱な電波を利用して読み取り端末と交信する。尚、非接触型ＩＣカードには非接触式のＩＣチップが内蔵されており、該非接触式のＩＣチップを携帯電話や携帯情報端末に内蔵させて非接触型ＩＣカードと同等の機能を実現させるものもある。
【０００６】
ＩＣカードは、従来の磁気式カードに比較して高機能でありまた大量のデータを記録することができる。よってカード番号以外にも、例えば電子マネーや個人情報や履歴などの様々な情報を格納することが可能である。基本的にこれらの情報は暗号化され、高いセキュリティによって秘匿されるが、特に非接触型ＩＣカードは翳すだけで情報が読み取られるという無線式の通信方式であるため、前述の磁気式カードの情報が満員電車などで読み取られてしまう例のように、ＩＣカード内の情報が読み取られてしまわないかと不安を感じる者もいるであろう。また、例えＩＣカード内の情報が暗号化されているとしても、その情報が読み取られないように予め不正予防機能を付加しておけば、更なる犯罪の抑止力としても有効であると考えられる。
【０００７】
以上のことから、無線式ＩＣカードにおいて利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られないようにする機能が必要である、ということが言える。また読取書込装置側にも利用者がカード利用を意図していない場合に情報を読み取らないようにする機能を付加し、読取書込装置自体が不正に用いられないようにすることが求められる。
【０００８】
今までのキャッシュカード、クレジットカードの利用の際に、利用者本人であるか確認をしてからカード利用を許可する手法がいくつかあった。一つは、カードの情報を読み取る際にＰＩＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）などのパスワードを、入力手段を介して入力させる方法である。しかしながらこの方法ではなんらかの入力手段が必要であり、該入力手段は読取書込装置に搭載されるのが一般的で、利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られるのを防ぐために適用することは困難であるといえる。
【０００９】
また、本人確認の他の方法として、特許文献１などがある。この方法は、利用者が携帯する装置に、該装置に加えられた物理量を測定する手段を有して、この物理量を受け取った本人確認装置が、この本人の基準変化量と比較して本人を確認するものである。しかしながら、本方法においても、本人かどうかを判断するのは携帯装置側ではなく、読取書込装置側である。よって本人を確認することは可能であるが、前述のように利用者が無意識のうちに無線式のカードから情報を読み取られることを防ぐために適用することは困難である、と言える。
【００１０】
ところで、人間のある一定の動作から、特徴的な移動情報量を導出できることがよく知られている。非特許文献１には、人間の腰部に装着された慣性センサ群（角速度、地磁気、加速度センサ）から取得される加速度ベクトル、角速度ベクトル、磁気ベクトルの解析に基づいて移動情報量を取得し、これに基づいて平坦な歩行動作、階段の昇降動作、エレベータの昇降動作を検出できることが記載されている。このことから、カードを翳すという動作から特徴的な移動情報量を導出することが可能で、導出された移動情報量に基づいて利用者がカードを翳してカード利用を意図しているか、またはカードを翳すという動作を行っておらずカード利用を意図していないかを判断することに用いることが可能であると言える。
【特許文献１】特開２０００−２２７９０２号公報
【非特許文献１】「慣性センサ群とウェラブルカメラを用いた歩行動作解析に基づくパーソナルポジショニング手法」信学報、ＰＲＭＵ２００３−２６０、ｐｐ．２５−３０（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、本発明の課題は、ＩＣカードシステムにおいて不正を防止するための機能を提供することであって、具体的には、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者がカード利用を意図していない場合に情報が読み取られないようにする機能を提供すること、また読取書込装置側に利用者がカード利用を意図していない場合に情報を読み取らないようにする機能を提供し、読取書込装置自体が不正に用いられないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明では、ＩＣカードに、利用者の動作に伴う移動について速度、加速度などを計測する手段を設け、計測値から移動情報を算出し、予め登録された、利用者がカード利用を意図している場合の移動モデルと該移動情報とを比較し、利用者がＩＣカードの利用を意図しているか否かを判断するようにした。そして利用者がＩＣカードの利用を意図していない場合、つまり不正利用されている場合にはＩＣカード自身の通信機能を停止するようにした。また、読取書込装置には、該装置自体の移動について速度、加速度などを計測する手段を設け、計測値から移動情報を算出し、読取書込装置が移動したと判断された場合には不正に読取書込装置が用いられていると判断するようにした。そして不正利用されている場合には自身の通信機能を停止するようにした。
【００１３】
本発明の一態様によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末であって、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、前記センサ手段の計測値から、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、前記求められた移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末が不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段と、を備えることを特徴とする。これにより、ＩＣカード等が不正に利用されているか否かを判断することが可能である。
【００１４】
更に、前記移動モデル比較手段において、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする。これにより、不正利用されている場合に情報送信を停止することが可能であるためＩＣカードからの不正な情報流出を防ぐことが可能である。
【００１５】
また、実際に前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末を利用する際の利用者の動きに基づいた移動モデルを生成し設定登録する移動モデル設定手段を備えることを特徴とする。これにより、利用者それぞれの特有の動作によるカード使用の正当性を行うことが可能で、バイオメトリクス認証の効果を備えることが可能であるといえる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、 無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末と通信を行う読取書込装置であって、前記読取書込装置本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、前記センサ手段の計測値から、前記読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、前記求められた移動情報から前記読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段と、を備えることを特徴とする。これにより、読取書込装置自体が不正に利用されているか否かが判断することが可能である。
【００１７】
更に、 前記不正行為判断手段において、前記移動情報から前記読取書込装置が移動していることが検出され、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止する。これにより、読取書込装置が不正利用されたと判断された場合に通信機能を停止するために、ＩＣカードの情報を読み出すことができない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者の利用意図の有無を判断してＩＣカード内の情報を送信するか停止するかを制御できるため、不正に情報が読み取られることを防止することが可能である。更に、カード利用の際の各利用者の動作に対応する移動モデルを設定登録し、これに基づいてカードが不正利用されているか否かを判断することも可能で、バイオメトリクス認証効果を備えることも可能である。
【００１９】
また、無線式ＩＣカード等と通信を行う読取書込装置において、読取書込装置がＩＣカード等に近づいて情報を読み取ろうとする場合にその通信機能を停止する機能を備えるため、読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００２０】
このように、本発明によればカード利用者の安心感を高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末を単にＩＣカードと言い、ＩＣカードと通信して情報のやりとりする装置を単に読取書込装置と言うことにする。
【００２２】
図１（ａ）に本発明のＩＣカードの原理構成を示し、図１（ｂ）に本発明の読取書込装置の原理構成を示す。
図１（ａ）に示すように、本発明のＩＣカード１は、自身の移動の際の運動計測を行うセンサ手段２、該センサ手段２の計測値から移動方向、移動速度、移動距離、加速度などから成る移動情報を求める移動情報計測手段３、該移動情報と、正しく利用される場合の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを予め設定登録した移動モデルとを比較し、ＩＣカードが不正に利用されていないかどうかを判断する移動モデル比較手段４と、読取書込装置との通信を行う通信手段５とを備え、更に、実際に利用者がＩＣカード等を利用する際の動作に対応する移動方向、移動速度、移動距離、加速度などの情報を移動モデルとして設定する移動モデル設定手段６とを備える。
【００２３】
また図１（ｂ）に示すように、本発明の読取書込装置７は、自身の移動に伴う運動計測を行うセンサ手段８と、該センサ手段の計測値から移動方向、移動速度、移動距離、加速度などからなる移動情報を求める移動情報計測手段９と、該移動情報から読取書込装置が不正に利用されていないかどうかを判断する不正行為判断手段１０と、ＩＣカードとの通信を行う通信手段１１とを備える。
【００２４】
尚、図１（ａ）と図１（ｂ）において同様の動作をする部分については、同一の名前を使用した。
次に、本発明において、ＩＣカード等が不正に利用されていないかどうか、移動モデル比較手段４または不正行為判断手段１０で、どのように判断するかについて説明をする。
【００２５】
ＩＣカードを利用する場合、利用者はカードを手に持ち、読取書込装置に翳すという動作を行う。本発明では、この定常的に行われる利用意思表現を用いる。すなわち、カードが移動せず（つまり、移動速度が０に近い）に、ＩＣカードと読取書込装置の距離が縮まり、読取書込装置からＩＣカードに電力が供給されて無線通信が開始されるというケースでは、読取書込装置がＩＣカードに近づいたという状況が想定され、一般的には利用者の利用意思があるとは考えられない。また、非接触ＩＣカードなどの近接型の無線方式の特長から考えると、カードを翳す方向にはある特徴量を示すことが考えられる。すなわち利用者がカードを利用しようとする意思がある場合には、カードは特徴的な動きをすることが言える。本発明ではこのような特徴的な移動の情報を移動モデルとして予め設定しておき、センサ手段８の計測値から求められた移動情報を比較して不正が行われていないか判断する。
【００２６】
読取書込装置においても同様に不正を判断する。すなわち、一般的には読取書込装置は設置されている状態において利用されることが多く、逆に読取書込装置が移動しながら通信を行う場合には、不正行為と判断する。
【００２７】
非特許文献１などから人間のある一定の動作から特徴的な移動情報量を導出できることはよく知られていることは上述したが、本発明は利用者がＩＣカードを利用する意思がある場合などから導出される特徴的な移動情報量を移動モデルとして設定登録して利用するものである。
【００２８】
図２、図３はＩＣカードの利用に関わる移動モデルを説明するものである。
一般的に、利用者は読取書込装置のアンテナ面２１に対して、最終的にカードが水平になるように翳す、または接触させることで利用の意思を明確に示す。図２はこれを示したもので、カードの移動モデルは図中の２２または２３のようになる。ここで、例えばカード面に対する座標軸を図４に示すように決めると、カード移動モデル２２および２３に示すとおり、ｚ軸方向の移動距離が多いモデルとなる。
【００２９】
一方、図３に示すようなカード移動モデル３２、３３では、ｘ、ｙ軸方向の移動量が多く、一般的には利用者の利用意思を明確に示すものではない。なお、モデル３４ではｚ軸方向の移動量が多いわけであるが、通常、電源供給が非常に小さいアンテナ位置関係となるため、カード機能が起動しない、またはほとんど起動しない。
【００３０】
つまり、移動モデル２２、２３が利用の意思を示し、移動モデル３２、３３、３４が利用の意思を示さない正当ではないモデルと考えることができる。これにより、移動モデル２２、２３に対応するような移動速度、移動距離、移動加速度などの運動量情報を予め設定するなどし、実際にカードを利用する際に計測される移動情報と比較して、その動作が正当であるか否かを判断する。
【００３１】
図５は、読取書込装置が不正利用される場合の移動モデルを説明するものである。すなわち、不正行為者によって所持される読取書込装置５２が静止しているカード５１へ近づくものである。この移動モデルでは、一般的にカード側の移動距離、移動速度などがほぼ０に近い状態を示して、読取書込装置からの通信要求を受信する。つまり、移動モデル５３は読取書込装置が不正に利用される場合のモデルと考えることができる。よって読取書込装置の移動速度、移動距離などが０以上である場合に不正に利用されていると判断することができるので、これにより、読取書込装置の移動モデルとして移動距離、移動速度などを閾値としてほぼ０に近い値を設定しておき、実際に読書込装置がカードと通信する際に計測される移動情報と比較し、移動距離、移動速度などが（ほぼ）０以上であるならば不正に利用されていると判断する。
【００３２】
このように本発明では図２、図３、図５に示したような移動モデルを用いて、不正行為を判別する。
以上、本発明のＩＣカードおよび読取書込装置の原理構成と不正行為をどのように判定するかの概要を説明したが、以下、実施例を示す。第１実施例、第２実施例はＩＣカードに関する実施例を示し、第３実施例は読取書込装置に関する実施例を示すものである。
【００３３】
図６に第１実施例の無線式ＩＣカードの構成を示す。
ＩＣカードの物理的構成としては、アンテナ部６１、送受信部６２、制御部６３、センサ制御部６４、電源制御部６８を備える。点線６９で囲まれた部分（アンテナ部６１、送受信部６２、制御部６３、電源制御部６８）は、従来のＩＣカードが備える機能と同等である。センサ制御部６４は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動速度、移動加速度などを検出し、計測値を出力するセンサ部６５、センサ部６５からの出力値に基づいて、移動距離、移動速度、移動加速度、移動方向などからなる移動情報を求める移動情報計測部６６、予め設定された移動モデルのそれぞれの情報と求められた移動情報のそれぞれの情報とを比較する移動モデル比較部６７により構成される。また、移動モデル比較部６７の設定値は制御部６３から設定できる。図１（ａ）の原理図との対応では、アンテナ部６１及び送受信部６２が通信手段５に、センサ部６５がセンサ手段２に、移動情報計測部６６が移動情報計測手段３に、移動モデル比較部６７が移動モデル比較手段４に、制御部６３が移動モデル設定手段６に対応する。
【００３４】
センサ部６５は、加速度センサや角速度及び速度センサなどを組み合わせたセンサのほか、３軸の移動情報が測定できるものであればいずれでもよく、近年ではこのようなセンサはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ：微細電気機械システム）などの半導体マイクロ加工技術の発展により、超小型のものが出現してきており、カード形状への対応なども可能である。
【００３５】
尚、ここではカード側は、バッテリなどの電源を所持しない構成として、読取書込装置との通信により、電源制御部６８にて、各部へ電源を供給するような構成をとっているが、例えば携帯電話や携帯情報端末などにカード機能部６９が搭載されている場合には、本体内部にて電源を有して電源制御部６８により、電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する構成でもよい。
【００３６】
また、図６の構成図において、移動情報計測部６６及び移動モデル比較部６７は、ＣＰＵの機能を有する制御部６３内部にて実現することも可能であるが、従来のカード機能と比較して分かり易くするために両者の機能を分割して示している。
【００３７】
図７に、カードの動作フローを示す。
まず、読取書込装置との距離が縮まることによって供給されはじまる電力にてカード機能は起動される（Ｓ７１）。そして、センサ部６５によって、カード本体が移動することによって得られる３軸の移動情報を一定時間計測し、移動情報計測部６６にて移動情報が求められる（Ｓ７２）。この後、移動モデル比較部６７にて、求められた移動情報と予め設定登録されている移動モデルとを比較して、不正行為でないと判断されればＳ７４にすすみ通信処理を行う。不正行為であると判断されると通信処理を行わずに通信機能を停止して終了する。
【００３８】
尚、Ｓ７３における比較処理であるが、具体的には設定された移動モデルの移動距離、移動速度などをスレッショルド値Ｔｈ１として、求められた移動情報の移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも大きければ利用者の利用意思があると判断するものである。ここで、第１実施例における「設定された移動モデル」とは、特に各利用者の実際の利用動作に基づいた固有のモデルではなく、移動速度、移動距離、移動方向などを経験等から得られる数値等で入力設定したものである。図２、図３を用いて上述したように、例えば、利用者がカードを翳すときにはｚ軸方向の移動距離が大きいので、移動モデルとしてｚ軸方向の移動距離のスレッショルド値を５０ｃｍと設定しておき、この値と比較して正当な利用であるかを判断したり、また、利用者がカードを翳すときには移動速度、移動加速度がそれぞれある程度の値を伴うのでその値をスレッショルド値として設定しておき、その値と比較して正当な利用であるかを判断する。尚、これらの判断において、移動速度、移動方向、移動加速度などそれぞれ１つだけで判断するようにしてもよいし、複数のものを組みあせて判断するように構成してもよい。
【００３９】
ところで、第１実施例を、予め指定された種別の情報を通信する場合のみ前記移動モデル比較手段の結果に基づいた通信制御をするように構成することも可能である。予め指定された種別の情報を利用する特定のアプリケーションでは、移動情報による不正判定を行わないことが求められることがある。特定のアプリケーションとは例えば、カードをスロットへ差し込む場合や、予めアンテナ近傍においてサービスを行う場合などのことで、これらはカード移動を伴わないが利用者の利用意思があるため図７のようにカードが動作してしまうと不適当である。このようなアプリケーションに対応するために図７に示した動作フローを図８のように変更する。
【００４０】
図７と同様に、読取書込装置との距離が縮まることによって供給されはじまる電力にてカード機能は起動される（Ｓ８１）。そして、センサ部６５によってカード本体が移動することによって得られる移動情報が計測される（Ｓ８２）が、送受信部６２にて読取書込装置からの要求電文受信までの通信処理を行う（Ｓ８３）。次に、要求電文を解析して応答判定処理を行う（Ｓ８４）。この処理にて、応答を制限する場合、移動情報による不正行為の判定処理を行い（Ｓ８５）、不正行為でないと判定された場合には正常に応答する通信処理を行い（Ｓ８６）、処理を終了する。Ｓ８４にて、応答を制限しないとされた場合、Ｓ８６に進み正常に応答する通信処理を行い、処理を終了する。
【００４１】
このように第１実施例は、必ずしも移動を伴わずに行われるアプリケーションに対しても応用可能である。
更に、第１実施例における移動モデル比較部６７に設定された移動モデルは、予め移動モデル比較部６７内に設定値情報として格納されているが、読取書込装置との通信によって設定変更するように構成することも可能である。図９にその際に動作フローを示す。
【００４２】
まず、正当な利用者が移動モデルのうち、例えば移動速度に関するスレッショルド値Ｔｈ１を変更したい場合、予め変更したいスレッショルド値Ｔｈ１’を専用の読取書込装置に設定して、読取書込装置を設定値変更状態にて待機させる。ここで、カードを翳し、通常の通信処理と同様に処理Ｓ９１、Ｓ９２にて通信を行う。カードは設定値変更コマンド１を受信し（Ｓ２２）、このコマンド１の情報であるスレッショルドＴｈ１’を、制御部３を介して移動モデル比較部６７内の設定値を変更する（Ｓ２３）。
【００４３】
以上、本発明の第１実施例について説明した。第１実施例によれば利用者の利用意図を判断して通信機能を制御できるので、利用意図がない場合にカードの情報が流出するのを防ぐことが可能である。次に本発明の第２実施例について説明する。
【００４４】
第２実施例は、移動モデルを、利用者が実際にカードを翳すなどの動作を行うことによって抽出された情報から生成して、設定登録するＩＣカードを示すものである。すなわち、第１実施例では、図７のＳ７３または図８のＳ８５にて設定された移動モデルの移動距離、移動速度などをスレッショルドＴｈ１として比較を行うが、このスレッショルドＴｈ１は、経験的に得られた移動速度、移動距離、移動方向などの数値を入力、登録したものであった。第２実施例では、利用者が実際にカードを翳す動作を行い、それに基づいて移動モデルを生成し、移動モデルを構成する移動距離、移動速度などの値をスレッショルドＴｈ２として設定登録するものである。尚、第２実施例の内部構成は第１実施例の図６と同一である。
【００４５】
以下、第２実施例におけるスレッショルド値の変更方法について説明する。
図１０は、カードの状態遷移図を示すものである。カードは通用の通信を行うモード１（Ｓ１０１）及び正当性を検出するための情報を抽出する、つまり移動モデルを構成する移動速度、移動距離などの特徴量を決定するモード２（Ｓ１０２）の間を遷移する。モード２では、正当な利用者がカードを翳す行為を繰り返し、正当な移動モデルを決定して、スレッショルドＴｈ２を記憶する。これにより、それ以外の行為、つまり移動情報は正当ではないと判断される。
【００４６】
図１１はモード１からモード２へ遷移する場合のカード動作のフローを示すものである。
専用の読取書込装置と通常の通信処理（Ｓ１１１，Ｓ１１２）を行い、設定値変更コマンド２を受信した（Ｓ１１３）カードは、このコマンド２の情報である移動情報取得回数Ｎを記憶し（Ｓ１１４）、モード２へ遷移する（Ｓ１１５）。回数値Ｎは、利用者の動作からスレッショルド値を決定するために適切な回数であればよい。また、スレッショルド値は例えばＮ回の分布からピーク値を推定して決定するようにする。
【００４７】
図１２は、モード２におけるカードの動作フローを示すものである。正当な利用者は、モード２において専用の読取書込装置に対してカードを翳す行為をｎ回だけ繰り返す。つまり、翳されたカードは、そのときの移動情報検出を行い、取得する（Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３）。この繰り返し回数ｎがＮ回に至っていれば（Ｓ１２５）、得られたＮ回分の移動情報から移動量モデルを生成しスレッショルドを決定するアルゴリズムからスレッショルド値Ｔｈ２を生成して（Ｓ１２６）、制御部６３を介して、移動モデル比較部６７の設定値を変更する（Ｓ１２７）。そして、モード１へ遷移して、次回から通常の正当性チェックによりカード処理を行う状態となる。
【００４８】
このように第２実施例では、利用者個別の動作に基づく情報を登録して、それに基づいてカード利用の正当性をチェックする、すなわちバイオメトリクス認証効果を備えることができるといえる。
【００４９】
以上、第１実施例、第２実施例ではＩＣカードについての実施例を示したが、以下第３実施例で読取書込装置の実施例を示す。
図１３、１４に第３実施例の読取書込装置の構成を示す。図１３は、アンテナ部と本体が一体型のもので、図１４はアンテナ部と本体が分離していて可搬性が重視されたものである。
【００５０】
図１３の読取書込装置は、アンテナ部１３１、無線送受信部１３２、制御部１３３、万マシンインタフェースとなる表示部１３４と操作入力部１３５、電源制御部１３６、およびセンサ制御部１４１からなる。センサ制御部１４１は、ＩＣカードのセンサ制御部６４と同様で、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動速度、移動加速度、移動距離などを検出し、計測値を出力するセンサ部１４０、センサ部１４０からの出力値に基づいて、移動距離、移動速度などからなる移動情報を求める移動情報計測部１３９、予め設定された設定値と求められた移動情報を比較することで不正行為かどうかを判断する比較部１３８、により構成される。図１（ｂ）の原理図との対応では、アンテナ部１３１及び無線送受信部１３２が通信手段１１に、センサ部１４０がセンサ手段８に、移動情報計測部１３９が移動情報計測手段９に、比較部１３８が不正行為判断手段１０に対応する。
【００５１】
図１４の読取書込装置は、図１３の読取書込装置と同様に、アンテナ部１４２、無線送受信部１４３、通信及び電源のインタフェース部１４４、１４５、制御部１４６、マンマシンインタフェースとなる表示部１４７、と操作入力部１４８、電源制御部１４９およびセンサ制御部１５２からなる。センサ制御部１５２は、図１３と同様にセンサ部１５３、移動情報計測部１５４、比較部１５５により構成される。分離型の場合、カードと通信を行うアンテナ側１５１と本体側１５０からなり、センサ制御部１５２はアンテナ側１５１に格納される構成である。
【００５２】
図５を用いて上述したように、読取書込装置が不正利用される場合は、読取書込装置が静止しているカードへ近づく、という特徴的な動作が伴う。従って、設定値以上（例えば移動速度０、移動加速度０など）であって、かつＩＣカードと通信を行う場合にはそれは不正利用されていると判断して通信機能を停止するようにすればよい。
【００５３】
図１５に、読取書込装置の動作フローを示す。
まず、ＩＣカードとの距離が縮まることによって通常の通信処理が開始される。読取書込装置は、カードとの通信を開始する毎に、センサ制御部１４１、１５２、のセンサ部にて得られる、本体が移動することによる３軸方向の移動に関わる情報（移動速度、移動距離、移動加速度など）を一定時間計測する（Ｓ１５１）。この後、比較部１３８、１５５において、計測した移動情報が予め適切に設定された値である、スレッショルド値Ｔｈ１と比較して（Ｓ１５２）、不正行為があったと判断された場合には通信処理を行わずに通信機能を停止し処理を終了し、不正行為がないと判断された場合には、正常な通信処理（Ｓ１５３）を行って処理を終了する。尚、Ｓ１５２における比較処理であるが、具体的には予め設定された移動距離、移動速度などをスレッショルドＴｈ１として、求められた移動情報の移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも大きければ読取書込装置が動いたとし、不正利用されていると判断し、また移動距離、移動速度などがそれぞれの値よりも小さければ読取書込装置は停止したままとし、不正利用されていないと判断するものである。この判断において、移動速度、移動加速度などそれぞれ１つだけで判断するようにしてもよいし、複数のものを組み合わせて判断するように構成してもよい。
【００５４】
このように第３実施例では、読取書込装置が移動しながらＩＣカードと通信して情報をやりとりする場合にスキミングなどの不正行為であると判断して、読取書込装置自身が通信機能を停止する。これにより読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００５５】
以上、本発明の不正使用防止機能を備えたＩＣカードおよび読取書込装置について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。上述の説明では、利用者の運動量値として移動速度、移動加速度、移動距離、移動方向などを用いて説明したが、例えば運動量値として角速度や位置情報などの値を用いるように構成してもよい。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々の構成、または形状をつくることができることはいうまでもない。
【００５６】
以上のように本発明によれば、無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末において利用者の利用意図の有無を判断してＩＣカード内の情報を送信するか停止するかを制御できるため、不正に情報が読み取られることを防止することが可能である。更に、カード利用の際の各利用者の動作に対応する移動モデルを設定登録し、これに基づいてカードが不正利用されているか否かを判断することも可能で、バイオメトリクス認証効果を備えることも可能である。
【００５７】
また、無線式ＩＣカード等と通信を行う読取書込装置において、読取書込装置がＩＣカード等に近づいて情報を読み取ろうとする場合にその通信機能を停止する機能を備えるため、読取書込装置自体が不正に利用されることを防ぐことが可能である。
【００５８】
このように、本発明によればカード利用者の安心感を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の原理構成を示す図である。（ａ）はＩＣカード等の原理構成を示し、（ｂ）は読取書込装置の原理構成を示す。
【図２】利用者がＩＣカードを利用する意思のある時の移動モデルを示す図である。
【図３】利用者がＩＣカードを利用する意思のない時の移動モデルを示す図である。
【図４】ＩＣカードの座標軸を示す図である。
【図５】読取書込装置が不正に用いられる場合の例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す図である。
【図７】第１実施例のカード動作フロー（その１）を示す図である。
【図８】第１実施例のカード動作フロー（その２）を示す図である。
【図９】移動モデルの設定変更をする場合の動作フローを示す図である。
【図１０】第２実施例におけるカードの状態遷移図を示す図である。
【図１１】第２実施例におけるカードの動作フロー（その１）を示す図である。
【図１２】第２実施例におけるカードの動作フロー（その２）を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例（一体型）を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例（分離型）を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施例の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ＩＣカード
２ センサ手段
３ 移動情報計測手段
４ 移動モデル比較手段
５ 通信手段
６ 移動モデル設定手段
７ 読取書込装置
８ センサ手段
９ 移動情報計測手段
１０ 不正行為判断手段
１１ 通信手段
２１、３１ アンテナ面
２２、２３、３２、３３、３４、５３ 移動モデル
５１ ＩＣカード
５２ 読取書込装置
６１ アンテナ部
６２ 送受信部
６３ 制御部
６４ センサ制御部
６５ センサ部
６６ 移動情報計測部
６７ 移動モデル比較部
６８ 電源制御部
６９ カード機能部
１３１、１４２ アンテナ部
１３２、１４３ 無線送受信部
１３３、１４６ 制御部
１３４、１４７ 表示部
１３５、１４８ 操作入力部
１３６、１４９ 電源制御部
１３８、１５５ 比較部
１３９、１５４ 移動情報計測部
１４０、１５３ センサ部
１４１、１５２ センサ制御部
１４４、１４５ インタフェース部
１５０ 本体側
１５１ アンテナ側
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末であって、
前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、
前記センサ手段の計測値から、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、
前記求められた移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末が不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段と、
を備えることを特徴とする無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項２】
前記移動情報は、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体が移動した際の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを前記計測値から求めたものであり、
前記移動モデルは、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体が正しく利用される場合の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを、前記移動モデル比較手段における判断の閾値として設定登録されたもの、
であることを特徴とする請求項１記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項３】
前記移動モデル比較手段において、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項２記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項４】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動方向と前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動方向とが異なる場合に、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項５】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動速度の値を前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動速度の値が超える場合を除いて、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項６】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動加速度の値を前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動加速度の値が超えた場合を除いて、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項７】
予め指定された種別の情報を通信する場合のみ前記移動モデル比較手段の結果に基づいて通信制御を行うことを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項８】
更に、実際に前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末を利用する際の利用者の動きに基づいた移動モデルを生成し設定登録する移動モデル設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項９】
無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末と通信を行う読取書込装置であって、
前記読取書込装置本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、
前記センサ手段の計測値から、前記読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、
前記求められた移動情報から前記読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段と、
を備えることを特徴とする読取書込装置。
【請求項１０】
前記不正行為判断手段において、前記移動情報から前記読取書込装置が移動していることが検出され、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項９記載の読取書込装置。
【請求項１】
無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末であって、
前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、
前記センサ手段の計測値から、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、
前記求められた移動情報と、予め設定された移動モデルとを比較し、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末が不正に利用されているか否かを判断する移動モデル比較手段と、
を備えることを特徴とする無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項２】
前記移動情報は、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体が移動した際の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを前記計測値から求めたものであり、
前記移動モデルは、前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末本体が正しく利用される場合の移動方向、移動速度、移動距離、加速度などを、前記移動モデル比較手段における判断の閾値として設定登録されたもの、
であることを特徴とする請求項１記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項３】
前記移動モデル比較手段において、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項２記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項４】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動方向と前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動方向とが異なる場合に、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項５】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動速度の値を前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動速度の値が超える場合を除いて、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項６】
前記移動モデル比較手段において、予め設定された移動モデルにおける移動加速度の値を前記移動情報計測手段にて求められた移動情報における移動加速度の値が超えた場合を除いて、不正に利用されていると判断し、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項７】
予め指定された種別の情報を通信する場合のみ前記移動モデル比較手段の結果に基づいて通信制御を行うことを特徴とする請求項３記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項８】
更に、実際に前記ＩＣカードまたは携帯型情報端末を利用する際の利用者の動きに基づいた移動モデルを生成し設定登録する移動モデル設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末。
【請求項９】
無線式ＩＣカードまたは無線式ＩＣカード相当の機能を有する携帯型情報端末と通信を行う読取書込装置であって、
前記読取書込装置本体の移動に伴う運動計測をするセンサ手段と、
前記センサ手段の計測値から、前記読取書込装置本体の移動情報を求める移動情報計測手段と、
前記求められた移動情報から前記読取書込装置が不正に利用されているか否かを判断する不正行為判断手段と、
を備えることを特徴とする読取書込装置。
【請求項１０】
前記不正行為判断手段において、前記移動情報から前記読取書込装置が移動していることが検出され、不正に利用されていると判断された場合に、自身の通信機能を停止することを特徴とする請求項９記載の読取書込装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−７９６６５（Ｐ２００７−７９６６５Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６３２８６（Ｐ２００５−２６３２８６）
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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