ePassportのICチップ通信と読み込み技術

近年のICチップ導入について

みなさんが普段利用するものでICチップが埋め込まれているものはたくさんあります。交通系ICカード、電子マネーカード、運転免許証、マイナンバーカード….などなど。海外にはほとんどの決済をICチップ利用にするなど急速な電子化が進んでいます。

そして、本題であるパスポートには偽造・変造、成りすまし等の不正利用対策の強化のため2006年に旅券法の改正を行い、IC旅券(ePassport)の導入が行われることになりました。

また、ePassportにはNFC(Near Field Communication, 近距離無線通信)が用いられており、デバイスとICチップを近づけることで双方向通信を実現し、パスポートの情報を取得できるようになっています。

パスポートNFCの規格

パスポートNFCの規格については国際民間航空機関(ICAO, International Civil Aviation Organization)によって定められており、全世界で同じ形式のパスポートとなっています。

そしてePassportの導入を世界的に推進しています。

パスポートNFCのタイプにはType-Bで最もセキュリティ性能が高い規格を用いています。個人情報を扱うため当然ですが、前述の運転免許証やマイナンバーカードも同様です。

認証について

パスポートにおけるNFCの認証技術は以下のようになっています。

SAC (Supplemental Access Control)：SAC自体がアクセス制御なのではなくBACとPACEの両方に対応していることを表す言葉。

BAC (Basic Access Control)：パスポート内の情報(パスポート番号+生年月日+パスポート有効期限)をkeyとして認証するアクセス制御。
PACE (Password Authenticated Connection Establishment)：BACにおける弱点を克服したアクセス制御。非対称な暗号化を用いられている。

EAC (Extended Access Control)：パスポートに含まれる生体認証データの保護に用いられるアクセス制御。各国によって認可されたシステムでなければ認証できない。

これらの説明から一般的にパスポートにおけるNFCでアクセスできるのは「指紋、虹彩など生体認証以外の個人データ」ということになります。

つまりパスポートに明記されている情報のみが取得できます。

情報を読み取る以外にも、真正性検証や改ざん防止・検知のための認証としてPassive/Active Authenticationも用いられています。

2-Access to ePassport chip

https://www.icao.int/Security/FAL/PKD/BVRT/Pages/Document-readers.aspx

ファイル構造

NFCはタグと呼ばれるバイト列をセッションでやりとりし、認証や情報取得を行います。

パスポートが持つ情報は基本的なファイルシステムと似ており、特定のフォルダ内のファイルがタグとして流れてきます。

https://www.icao.int/publications/Documents/9303_p10_cons_en.pdf

上記の図はLDS(Logical Data Structure)が構成されている図です。

Master Fileをルートとしてその下にLDSが構築されています。パスポートの個人データについてはeMRTDと言われるLDSに論理ファイルとして保存されています。

eMRTDには図の通りファイルシステムに似た構造で論理ファイルが構成されます。

COM：LDS、Unicodeのバージョン、タグリストなど共通データが含まれる

SOD：認証のための署名値などが含まれる

DG1~DG16：MRZの情報や顔写真、国によっては住所などパスポートが持つ情報が含まれる

具体的に読み取る手法

iOSにはAppleが標準で提供している CoreNFC が存在します。NFCは3種類(Type-A,B,F)があり、CoreNFCはそれらに対応して読み込むことができます。

今回は基本的に必要な部分を抜粋して流れをご紹介します。

[1] Info.plistを編集する

以下は必須項目で最初に設定します。

NFC利用のCapabilitiesの設定が必要

NFC利用目的として NFCReaderUsageDescription の追加が必要

NFCのうちType-A,BはISO7816でICカードの規格が定められており、アクセスにはApplicationID(AID)が必要


<key>NFCReaderUsageDescription</key>
<string>Read NFC tag</string>
<key>UIRequiredDeviceCapabilities</key>
<array>
   <string>nfc</string>
   <string>armv7</string>
</array>
<key>com.apple.developer.nfc.readersession.iso7816.select-identifiers</key>
<array>
   <string>A0000002471001</string>
	 <string>A0000002472001</string>
	 <string>00000000000000</string>
</array>

[2] NFCTagReaderSessionでpollingを開始

まずはNFCReaderSession.readingAvailable でNFCに対応した端末かどうかの確認が必要です。

そして、パスポートはType-BでありiSO7816に準拠している iso14443 を指定した上でNFCを読み取るためのpollingを開始します。


if NFCTagReaderSession.readingAvailable {
	 readerSession = NFCTagReaderSession(pollingOption: [.iso14443], delegate: self, queue: nil)
	 readerSession?.begin()
}

[3] NFCTagReaderSessionDelegateを利用し、読み込んだタグを解析する

前述のpollingを開始したときに NFCTagReaderSessionDelegate の設定を行なっています。

このdelegateを利用することで読み込み中のタグや失敗を検知することができます。


/// ① 読み込みのSessionが開始された時
func tagReaderSessionDidBecomeActive(_ session: NFCTagReaderSession) {}
/// ② NFCのタグ読み込みに失敗した時
func tagReaderSession(_ session: NFCTagReaderSession, didInvalidateWithError error: Error) {}
/// ③ NFCのタグが読み込まれた時
func tagReaderSession(_ session: NFCTagReaderSession, didDetect tags: [NFCTag]) {}

delegateの種類はいたってシンプルで上記の3つです。

③にあたる、タグが読み込まれた時にパスポートNFCに対するアクセス制御、情報読み込みが可能となります。