認証システム及び認証方法
【課題】暗号演算式の不正解析を生じ難くすることができる認証システム及び認証方法を提供する。
【解決手段】イモビライザーシステムにより車両キー２，２…と照合が可能な車両１，１…に、車両１の仕向け（仕向け情報）と暗号演算式Ｆ(ｘ)とを関連付けたテーブル１８を用意する。テーブル１８は、例えば第１仕向け情報に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)、第２仕向け情報に第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)というように、車両１，１…の仕向けごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)が割り当てられている。そして、チャレンジレスポンス認証の際には、認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１，１…の仕向けごとに変更する。
【解決手段】イモビライザーシステムにより車両キー２，２…と照合が可能な車両１，１…に、車両１の仕向け（仕向け情報）と暗号演算式Ｆ(ｘ)とを関連付けたテーブル１８を用意する。テーブル１８は、例えば第１仕向け情報に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)、第２仕向け情報に第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)というように、車両１，１…の仕向けごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)が割り当てられている。そして、チャレンジレスポンス認証の際には、認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１，１…の仕向けごとに変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信マスタがその通信相手である通信相手と個人認証を行う際に使用される認証システム及び認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信相手が本人であるか否かを確認する認証システムの認証方式として、例えばチャレンジレスポンス認証（特許文献１〜３等参照）が広く使用されている。チャレンジレスポンス認証は暗号認証の一種であって、まずは最初に認証側が、発信の度に毎回値が変わる乱数コードをチャレンジとして受け側に送る。この乱数コードを受け取った受け側は、この乱数コードを自身が持つ暗号演算式によって演算し、これをレスポンスとして認証側に送り返す。認証側は、受け側に送った乱数コードを自身も同様の暗号演算式を使った演算でレスポンスを求め、受け側から送られてきたレスポンスと自身が演算したレスポンスとを照合し、これらが一致してレスポンス照合が成立すれば、両者の通信が許可される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３２０７０号公報
【特許文献２】特開２００８−４８１６６号公報
【特許文献３】特表２００６−５１２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の認証システムが例えば車両の電子キーシステムに使用されたときなどは、１つの認証側、即ち車両に対して、受け側である電子キーを複数使用する場合がある。しかし、この場合、全ての受け側で同じ暗号演算式が使用されることになるので、例えば１つの受け側で暗号演算式が盗まれてしまうと、その時点で認証システムの暗号がやぶられる、即ち無効化されてしまうことになる。このため、暗号演算式が解析され難い新たな認証方式の開発が要望されていた。
【０００５】
本発明の目的は、暗号演算式の不正解析を生じ難くすることができる認証システム及び認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証システムにおいて、前記通信マスタに設けられ、自システムの仕向けと前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルと、当該自システムの仕向けを確認する仕向け確認手段と、前記仕向け確認手段により割り出された仕向けに対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換える暗号演算式切換手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、自システム（通信端末と通信マスタの組）がどのような仕向けで製造されたものなのかが仕向け確認手段によって確認される。そして、通信端末が通信マスタにアクセスして、これら２者間の間でチャレンジレスポンス認証が行われた際には、複数用意されたチャレンジレスポンス認証用の暗号演算式の中から、仕向けに応じた暗号演算式がテーブルから暗号演算式切換手段により選択され、この暗号演算式によって認証が実行される。このため、認証の暗号演算式を仕向けごとに変更することが可能となるので、各仕向けで各々異なる暗号演算式で認証実行が可能となる。よって、暗号演算式の不正な読み取りに対して耐性を高くすることが可能となり、ひいては認証を解析され難いものとすることが可能となる。
【０００８】
本発明では、前記仕向け確認手段は、前記通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から前記仕向けを確認することにより、自システムの仕向けを判定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から仕向けを判断するので、実際の認証の実行有無に拘わらず、認証で使用する暗号演算式を予め設定しておくことが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記通信マスタには、動作実行の開始に際して、前記通信マスタ側において前記通信端末との認証を実行する認証実行手段との間で、前記チャレンジレスポンスの認証成立を必要とするマスタ側装置が設けられ、前記マスタ側装置は、前記認証実行手段との間の前記チャレンジレスポンスの認証を、前記仕向けに応じて決まる前記暗号演算式により実行することを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、マスタ側装置が動作実行を開始する際には、認証実行手段との間で、仕向けに応じた暗号演算式によるチャレンジレスポンス認証を実行するので、マスタ側装置の不正動作を生じ難くすることが可能となる。
【００１２】
本発明では、通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証方法において、自システムの仕向け情報と前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルが前記通信マスタに設けられ、当該自システムの仕向けを確認するとともに、割り出された仕向け先に対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、チャレンジレスポンス認証に用いる暗号演算式の不正解析を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態におけるイモビライザーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】車両が仕向けごとに製造されることを示す概念図。
【図３】暗号演算式切換システムの構成を示すブロック図。
【図４】仕向け情報と暗号演算式との関連を定義付けるテーブル。
【図５】暗号演算式の切り換え動作を示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した認証システム及び認証方法の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、例えばステアリングホイールの近傍等に、メカニカルキーからなる車両キー２の挿し込み先としてキーシリンダ３が設けられている。この場合、キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれて同キー２が回し操作されると、車両キー２のキー溝（キーコード）がキーシリンダ３に合致してキー照合が成立すれば、キーシリンダ３のロータの回転が許容される。そして、キーシリンダ３のロータ回転位置がエンジンスタート位置（ＳＴ位置）まで操作されると、イグニッションスイッチ４のスタータリレーがそれまでのオフからオンに切り換わるとともに、エンジン５を統括制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６が起動して、エンジン５が始動状態をとる。なお、エンジンＥＣＵ６がマスタ側装置に相当する。
【００１６】
また、車両１には、車両１の盗難防止を図る一システムとしてイモビライザーシステム７が搭載されている。この場合、車両１には、イモビライザーシステム７を管理するコントロールユニットとしてイモビライザーＥＣＵ８が設けられている。イモビライザーＥＣＵ８には、イモビライザーシステム７の車両側のアンテナとしてコイルアンテナ９が接続されている。コイルアンテナ９は、キーシリンダ３のキー穴を囲むように複数回に亘り巻回されている。イモビライザーＥＣＵ８は、車内の一ネットワークである車内バス１０を介してエンジンＥＣＵ６と接続されている。なお、イモビライザーＥＣＵ８が通信マスタに相当する。
【００１７】
一方、車両キー２には、固有ＩＤを無線発信することが可能なＩＤタグとしてトランスポンダ１１が組み込まれている。このトランスポンダ１１には、トランスポンダ１１を統括管理するトランスポンダＥＣＵ１２と、トランスポンダ１１のアンテナとして送受信アンテナ１３とが設けられている。トランスポンダＥＣＵ１２のメモリ１４には、前述した固有ＩＤとしてトランスポンダコードが登録されている。トランスポンダ１１は、イモビライザーＥＣＵ８と互いに接近した状態で相互通信する、いわゆる近距離無線通信により通信が可能で、この通信形式として例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）が使用されている。また、トランスポンダ１１は、自ら電源を持たず、イモビライザーＥＣＵ８から発信された電波を電源として動くパッシブ型となっている。なお、トランスポンダ１１が通信端末（通信相手）に相当する。
【００１８】
また、イモビライザーシステム７の無線通信、いわゆるイモビライザー通信は、チャレンジレスポンス認証により暗号化された暗号通信となっている。この場合、イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、チャレンジレスポンス認証のイモビライザーＥＣＵ８側の演算式として暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されている。また、トランスポンダ１１のメモリ１４にも、チャレンジレスポンス認証のトランスポンダ１１側の演算式として暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されている。この暗号演算式Ｆ(ｘ)は、暗号鍵や暗号アルゴリズムに相当するものであり、車両１と車両キー２が組をなしていれば、これらは同じアルゴリズムのものが設定される。
【００１９】
イモビライザーＥＣＵ８は、キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれたことを確認すると、イモビライザー通信を開始する。このとき、イモビライザーＥＣＵ８は、まずコイルアンテナ９から、トランスポンダ１１の電源として駆動電波Ｓvcと、チャレンジレスポンス認証のチャレンジＳchとしてチャレンジコードとを発信させる。駆動電波Ｓvc及びチャレンジＳchは、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波で発信される。また、チャレンジコードは、発信の度に値が毎回変わるデータ列（乱数コード）である。トランスポンダＥＣＵ１２は、この駆動電波Ｓvcを受信すると、これを電源として起動し、この後に受信するチャレンジＳchを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算してレスポンスコードを生成する。そして、トランスポンダＥＣＵ１２は、このレスポンスコードと自身のトランスポンダコードとを、レスポンスＳrsとしてイモビライザーＥＣＵ８にＬＦ帯の電波で返信する。
【００２０】
一方、イモビライザーＥＣＵ８は、チャレンジＳchを発信した際、自らもチャレンジコードを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算してレスポンスＳrsを計算する。そして、イモビライザーＥＣＵ８は、トランスポンダ１１から発信されたレスポンスＳrsをコイルアンテナ９で受信すると、まずは自ら計算したレスポンスコードと、トランスポンダ１１が計算したレスポンスコードとを照らし合わせてレスポンス照合を行う。そして、イモビライザーＥＣＵ８は、これらレスポンスコードが一致してチャレンジレスポンス認証が成立することを確認すると、今度は同じレスポンスＳrs内に含まれるトランスポンダコードと、自身のメモリ１５に登録されたトランスポンダコードと照らし合わせてコード照合を行う。イモビライザーＥＣＵ８は、これら両照合が一致してレスポンス認証が成立することを確認すると、イモビライザーロックを解除する。
【００２１】
イモビライザーロックが解除された際、イモビライザーＥＣＵ８はエンジンＥＣＵ６によるエンジン始動を許可するが、このときはイモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６との間でペアリング確認が行われ、この確認にもチャレンジレスポンス認証が使用される。このため、エンジンＥＣＵ６のメモリ１６にも、チャレンジレスポンス認証のエンジンＥＣＵ６側の演算式として演算暗号式Ｆ(ｘ)が登録されている。そして、エンジンＥＣＵ６は、イモビライザーロックが解除された際、イモビライザーＥＣＵ８にチャレンジＳchを送ってチャレンジレスポンス認証を実行し、この認証が成立すればエンジン５を起動状態に切り換える。
【００２２】
図２に示すように、各車両１ａ，１ｂ…は、それぞれ仕向けが異なるように製造されている。仕向けとは、例えば同一メーカ車両や同一車種を利用するが、車両ごとに部品の実装状況や部品点数等数を異ならせることで決まる一種の車両パラメータである。本例の場合、第１車両１ａが第１仕向けに、第２車両１ｂが第２仕向けに、第３車両１ｃが第３仕向けに、第４車両１ｄが第４仕向けに、第５車両１ｅが第５仕向けに、第６車両１ｆが第６仕向けに、第７車両１ｇが第７仕向けに、第８車両１ｈが第８仕向けに各々設定されている。
【００２３】
車両１ａ〜１ｈの仕向けは、各車両１ａ〜１ｈが各々持つ仕向け情報Ｄ（図３、図４等参照）によって決まる。仕向け情報Ｄとは、例えばリモートエンジンスタータの取り付け可否や、車両１に登録されたＩＤ情報の一括消去の可否や、車両キーの追加登録の可否などが決められた情報群である。よって、車両１ａ〜１ｈの仕向けは、仕向け情報Ｄの各種情報の組み合わせにより決まり、例えば全機能が可となっている場合には車両１が第１仕向けに設定されるように、仕向け情報Ｄに応じて適宜設定される。本例の場合、図４に示すように、例えば車両１ａ〜１ｈが第１〜第３の３つの機能を持っていたとすると、全機能が可の場合には、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１をとって車両１が第１仕向けに設定され、第１機能及び第２機能が可をとり、第３機能が否をとる場合には、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２をとって車両１が第２仕向けに設定される。
【００２４】
また、これら車両１ａ〜１ｈの各車両キー２ａ〜２ｈは、車両１側とキー２側とでトランスポンダコードを各々合わせることによって、各車両専用のキーとして設定されている。即ち、各車両キー２ａ〜２ｈは、仕向けが設定された各々の車両１ａ〜１ｈの専用キーとして製造されることにより、仕向け対応のキーとなっている。本例の場合、第１車両キー２ａが第１車両１ａのキーとなり、第２車両キー２ｂが第２車両１ｂのキーとなり、第３車両キー２ｃが第３車両１ｃのキーとなり、第４車両キー２ｄが第４車両１ｄのキーとなり、第５車両キー２ｅが第５車両１ｅのキーとなり、第６車両キー２ｆが第６車両１ｆのキーとなり、第７車両キー２ｇが第７車両１ｇのキーとなり、第８車両キー２ｈが第８車両１ｈのキーとなっている。
【００２５】
図３に示すように、車両１には、車両１の仕向け（仕向け情報Ｄ）に応じて暗号演算式Ｆ(ｘ)を切り換える暗号演算式切換システム１７が設けられている。本例の暗号演算式切換システム１７は、車両１に予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…を用意しておき、車両１が各々持っている仕向け情報Ｄが何であるのかを確認するとともに、チャレンジレスポンス認証時に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、仕向け情報Ｄに基づくもの、即ち車両１の仕向けに応じたものに設定するシステムである。
【００２６】
この場合、イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、仕向け情報Ｄと暗号演算式Ｆ(ｘ)との関係性が定義付けられたテーブル１８が登録されている。このテーブル１８は、メモリ１５における同テーブル１８の書込領域内に、どの仕向け（仕向け情報Ｄ）のときにどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかの情報が書き込まれている。本例の場合、第１仕向け情報Ｄ１に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が、第２仕向け情報Ｄ２に第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)が、第３仕向け情報Ｄ３に第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が、第４仕向け情報Ｄ４に第４暗号演算式Ｆ４(ｘ)が、第５仕向け情報Ｄ５に第５暗号演算式Ｆ５(ｘ)が、第６仕向け情報Ｄ６に第６暗号演算式Ｆ６(ｘ)が、第７仕向け情報Ｄ７に第７暗号演算式Ｆ７(ｘ)が、第８仕向け情報Ｄ８に第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が各々割り振られている。
【００２７】
図３に示すように、イモビライザーＥＣＵ８には、車両１側においてチャレンジレスポンス認証を管理する認証実行部１９が設けられている。認証実行部１９は、例えばトランスポンダ１１へのチャレンジＳch（駆動電波Ｓvc、チャレンジコード等）の発信や、イモビライザーＥＣＵ８側における暗号演算式Ｆ(ｘ)でのレスポンスコードの演算や、トランスポンダ１１から受信したレスポンスＳrsの正否を見る認証や、エンジンＥＣＵ６とのペア確認などの各種動作を実行する。なお、認証実行部１９が認証実行手段に相当する。
【００２８】
また、イモビライザーＥＣＵ８には、仕向け情報Ｄから自システム（車両１及び電子キー２の組み合わせ種）の仕向けを確認する仕向け確認部２０が設けられている。仕向け確認部２０は、仕向け情報Ｄの内容から自車の仕向けを確認し、この確認結果を出力する。例えば、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１であることを確認すると、自車の仕向けが第１仕向けであると認識し、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２であることを確認すると、自車の仕向けが第２仕向けであると認識する。また、仕向け確認部２０は、この仕向け確認を、チャレンジレスポンス認証を行う度に毎回実行する。
【００２９】
また、イモビライザーＥＣＵ８には、チャレンジレスポンス認証時に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定する暗号演算式設定部２１が設けられている。暗号演算式設定部２１は、仕向け確認部２０の確認結果から自車の仕向けを確認し、テーブル１８を参照して自車の仕向けに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を同テーブル１８から読み出す。続いて、暗号演算式設定部２１は、テーブル１８から読み出した暗号演算式Ｆ(ｘ)を、チャレンジレスポンス認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)として設定する。そして、暗号演算式設定部２１は、この暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証実行部１９にレスポンス照合を実行させる。
【００３０】
更に、本例の場合、エンジンＥＣＵ６がイモビライザーＥＣＵ８と始動開始時にペアリング確認をチャレンジレスポンス認証により行うが、このチャレンジレスポンス認証も、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)により実行される。このため、エンジンＥＣＵ６にも、イモビライザーＥＣＵ８と同様に、テーブル２２、認証実行部２３、仕向け確認部２４、暗号演算式設定部２５、認証実行部２３が設けられている。仕向け確認部２４は、イモビライザーＥＣＵ８とのチャレンジレスポンス認証の際に仕向けの確認を行う。そして、暗号演算式設定部２５は、仕向け確認部２４の確認結果からテーブル１８を参照して暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定し、認証実行部２３にこの暗号演算式Ｆ(ｘ)でペア確認を実行させる。なお、仕向け確認部２０，２４が仕向け確認手段を構成し、暗号演算式設定部２１，２５が暗号演算式設定手段を構成する。
【００３１】
次に、本例の暗号演算式切換システム１７がとる動作を図５に従って説明する。
キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれると、まず認証実行部１９は、図５に示すように、コイルアンテナ９から駆動電波Ｓvcを発信する。車両キー２は、トランスポンダ１１でこの駆動電波Ｓvcを受信する。トランスポンダＥＣＵ１２は、駆動電波Ｓvcを受信すると、この駆動電波Ｓvcを電源として起動状態に切り換わり、自身が起動状態に入ったことをイモビライザーＥＣＵ８に通知すべくアックをＬＦ電波により発信する。認証実行部１９、駆動電波Ｓvcの発信の後にコイルアンテナ９でアックを受信すると、先に発信した駆動電波Ｓvcによりトランスポンダ１１が起動状態に切り換わったことを認識する。
【００３２】
認証実行部１９は、トランスポンダ１１が起動状態に切り換わったことを確認すると、チャレンジレスポンス認証用のチャレンジコードをチャレンジＳchとしてコイルアンテナ９からＬＦ電波で発信させる。トランスポンダ１１は、このチャレンジＳchを受け付けると、チャレンジＳch内に含まれるチャレンジコードを、自身が持つ暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算して、レスポンスコードを演算する。車両キー２が第１車両キー２ａの場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)によりチャレンジコードが演算される。そして、トランスポンダ１１は、レスポンスコードの演算が終了すると、演算結果であるこのレスポンスコードと、自身のメモリ１４に登録されたトランスポンダコードとを、レスポンスＳrsとして送受信アンテナ１３からＬＦ電波で発信させる。
【００３３】
また、仕向け確認部２０は、チャレンジＳchの発信の際、自車の仕向けが何であるのかを確認し、その確認結果を暗号演算式設定部２１に通知する。本例の仕向け確認部２０は、車両１に予め用意されている仕向け情報Ｄから車両１の仕向けが何であるのかを確認する。例えば、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１である場合には、車両１が第１仕向けであることを確認し、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２である場合には、車両１が第２仕向けであることを確認する。仕向け確認部２０は、この仕向けの確認結果を暗号演算式設定部２１に出力する。
【００３４】
暗号演算式設定部２１は、仕向け確認部２０から仕向けの確認結果を受け付けると、この確認結果とテーブル１８とを照らし合わせて、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選択設定する。即ち、暗号演算式設定部２１は、仕向けに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出し、これを使用暗号演算式として自車に設定する。例えば、図４に示すように、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１の場合には、暗号演算式が第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)に設定され、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２の場合には、暗号演算式が第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)に設定される。
【００３５】
この暗号演算式設定後、認証実行部１９は、暗号演算式Ｆ(ｘ)で自身もチャレンジコードを演算してレスポンスコードを作成し、このレスポンスコードを、トランスポンダ１１から受け付けたレスポンスコードに照らし合わせてレスポンス照合を行う。なお、車両１が第１仕向けの場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)によりレスポンスコードが演算される。そして、認証実行部１９は、両者のレスポンスコードが一致してレスポンス照合の成立を確認すると、続いては同じレスポンスＳrs内に含まれるトランスポンダコードによりコード照合を実行する。認証実行部１９は、このコード照合も成立を確認すると、チャレンジレスポンス認証が成立したと認識し、イモビライザーロックを解除する。
【００３６】
続いて、キーシリンダ３に挿し込まれた車両キー２がエンジンスタート位置に回し操作されると、エンジンＥＣＵ６に電源が入り、エンジンＥＣＵ６はイモビライザーＥＣＵ８とペアリング確認のチャレンジレスポンス認証を開始する。このとき、仕向け確認部２４は、車両１に予め用意されている仕向け情報Ｄから車両１の仕向けが何であるのかを確認し、この仕向けの確認結果を暗号演算式設定部２５に出力する。
【００３７】
暗号演算式設定部２５は、仕向け確認部２４から仕向けの確認結果を受け付けると、この確認結果とテーブル２２とを照らし合わせて、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選択設定する。即ち、イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間のチャレンジレスポンス認証のときと同様の手順で、ペア確認のチャレンジレスポンス認証のときに使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定する。そして、認証実行部１９は、暗号演算式設定部２１により設定された暗号演算式Ｆ(ｘ)でペア確認のチャレンジレスポンス認証を行い、この認証が成立することを確認すると、エンジン５を始動状態に切り換える。
【００３８】
以上により、本例においては、車両１の仕向けを決める条件である仕向け情報Ｄごとに複数のチャレンジレスポンス認証用の暗号演算式Ｆ(ｘ)を用意し、暗号演算式Ｆ(ｘ)を車両１の仕向け情報Ｄの内容に応じて、即ち車両１の仕向けに応じて変更可能とした。このため、各車両キー２では各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証が実行されるので、例えば複数の車両キー２で１つの同じ暗号演算式Ｆ(ｘ)を共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りに対する耐性を高くすることが可能となる。これにより、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析し難くすることが可能となり、ひいては車両盗難に対するセキュリティ性も高いものとすることが可能となる。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１が各々持つ仕向け情報Ｄごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)を用意したので、チャレンジレスポンス認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１の仕向けごとに変更することができる。このため、各車両１ａ〜１ｈでは各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証が実行されるので、例えば複数の車両１ａ〜１ｈで同じ１つの暗号演算式Ｆ(ｘ)を共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りに対する耐性を高くすることができる。これにより、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析し難くすることが可能となり、ひいては車両盗難に対するセキュリティ性も高いものとすることができる。
【００４０】
（２）車両１の仕向け判定は、車両１が予め持っている仕向け情報Ｄから判定される。このため、例えばチャレンジレスポンス認証の実行有無に拘わらず、予め車両１の仕向け結果を割り出しておくことが可能となる。よって、チャレンジレスポンス認証時に必要となる処理が軽減されるので、認証の処理時間の短時間化を図ることが可能となる。
【００４１】
（３）イモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６との間で行うペア確認のチャレンジレスポンス認証も、車両１の仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)で実行されるので、イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間のみならず、イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６の間の認証も、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析され難くすることが可能となる。よって、エンジン５の不正始動を生じ難くすることが可能となり、車両盗難に対するセキュリティ性をより高くすることが可能となる。
【００４２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 暗号演算式切換システム１７の採用対象は、必ずしもイモビライザーシステム７であることに限定されない。例えば、車両１からキー返信要求としてリクエストを発信させ、このリクエストに応答してキー２が返信してくるＩＤコードで照合を行うシステム、いわゆるキー操作フリーシステムに応用してもよい。
【００４３】
・ 車両１は、前述したキー操作フリーシステムとイモビライザーシステム７の両方を備えるものでもよい。また、この場合、キー操作フリーシステムを管理する制御ＩＣ（Integrated Circuit）に、本例のトランスポンダ１１の機能を組み込んで一体化してもよい。
【００４４】
・ 仕向け情報Ｄの組み合わせ数は、必ずしも第１機能〜第３機能の３つに限定されず、これ以外の数の組み合わせを採用してもよい。
・ 仕向け確認は、必ずしも認証時に毎回行うことに限らず、認証を１度行った後、これを固定値として保持するものでもよい。
【００４５】
・ 仕向け確認は、必ずしも認証時に実行されることに限らず、これはいつ行ってもよい。
・ 仕向け確認は、必ずしも車両１が予め持つ仕向け情報Ｄを基に、テーブル１８（２２）を参照して導き出す形式に限定されない。例えば、車両キー２から発信されたＩＤ情報、即ちトランスポンダ１１から発信されたトランスポンダコードから、車両１の仕向けを判定する形式を採用してもよい。
【００４６】
・ イモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６とに供給される仕向け情報Ｄは、これら両者で共通するものであってもよいし、或いは各々の別の箇所から供給されるものでもよい。
【００４７】
・ イモビライザー照合の開始条件は、必ずしも車両キー２がキーシリンダ３に挿し込まれたことに限定されない。例えば、シフトレバーがパーキング位置に位置した状態でブレーキペダルが踏み込まれたことを開始条件としてもよい。
【００４８】
・ イモビライザー通信の周波数は、必ずしもＬＦ帯の電波で行われることに限らず、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を使用してもよい。
・ テーブル１８，２２は、必ずしも仕向け情報Ｄと暗号演算式Ｆ(ｘ)とを関連付けた表のような形式をとることに限らず、要はどの仕向け情報Ｄのときにどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかが分かれば、その形式は特に限定されない。
【００４９】
・ イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間の認証と、イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６の間の認証とで、必ずしも同じ暗号演算式Ｆ(ｘ)を用いることに限らず、これらの間で暗号演算式Ｆ(ｘ)を異ならせてもよい。
【００５０】
・ 暗号演算式Ｆ(ｘ)は、例えばAES（Advanced Encryption Standard）暗号やDES（Data Encryption Standard）暗号などの種々の形式のものが採用可能である。
・ 通信マスタと通信端末との通信形式は、必ずしも無線に限定されず、例えば有線としてもよい。
【００５１】
・ イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６のチャレンジレスポンス認証は、必ずしも仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)で行われることに限定されず、この機能を省略して、１つの固定の演算式で行われるものでもよい。
【００５２】
・ 本例の技術思想の採用対象は、必ずしも車両１に限定されず、種々の装置や機器に応用してもよい。よって、通信マスタはイモビライザーＥＣＵ８（車両１）に限らないし、また通信端末はトランスポンダ１１（車両キー２）に限るものではなく、種々のものが採用可能である。
【００５３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記レスポンスには、前記チャレンジレスポンス認証の応答であるレスポンスコードと、前記通信端末の固有ＩＤである認証コードとが含まれ、前記チャレンジレスポンス認証は、前記レスポンスと前記認証コードとの両方の照合成立を判定する認証となっている。この場合、認証レベルをより高いものとすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
６…マスタ側装置としてのエンジンＥＣＵ、８…通信マスタとしてのイモビライザーＥＣＵ、１１…通信端末（通信相手）としてのトランスポンダ、１８，２２…テーブル、１９…認証実行手段としての認証実行部、２０，２４…仕向け確認手段としての仕向け確認部、２１，２５…暗号演算式切換手段としての暗号演算式設定部、Ｓch…チャレンジ、Ｓrs…レスポンス、Ｆ(ｘ)（Ｆ１(ｘ)〜Ｆ８(ｘ)）…暗号演算式、Ｄ（Ｄ１〜Ｄ８）…仕向け情報。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信マスタがその通信相手である通信相手と個人認証を行う際に使用される認証システム及び認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信相手が本人であるか否かを確認する認証システムの認証方式として、例えばチャレンジレスポンス認証（特許文献１〜３等参照）が広く使用されている。チャレンジレスポンス認証は暗号認証の一種であって、まずは最初に認証側が、発信の度に毎回値が変わる乱数コードをチャレンジとして受け側に送る。この乱数コードを受け取った受け側は、この乱数コードを自身が持つ暗号演算式によって演算し、これをレスポンスとして認証側に送り返す。認証側は、受け側に送った乱数コードを自身も同様の暗号演算式を使った演算でレスポンスを求め、受け側から送られてきたレスポンスと自身が演算したレスポンスとを照合し、これらが一致してレスポンス照合が成立すれば、両者の通信が許可される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３２０７０号公報
【特許文献２】特開２００８−４８１６６号公報
【特許文献３】特表２００６−５１２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の認証システムが例えば車両の電子キーシステムに使用されたときなどは、１つの認証側、即ち車両に対して、受け側である電子キーを複数使用する場合がある。しかし、この場合、全ての受け側で同じ暗号演算式が使用されることになるので、例えば１つの受け側で暗号演算式が盗まれてしまうと、その時点で認証システムの暗号がやぶられる、即ち無効化されてしまうことになる。このため、暗号演算式が解析され難い新たな認証方式の開発が要望されていた。
【０００５】
本発明の目的は、暗号演算式の不正解析を生じ難くすることができる認証システム及び認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証システムにおいて、前記通信マスタに設けられ、自システムの仕向けと前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルと、当該自システムの仕向けを確認する仕向け確認手段と、前記仕向け確認手段により割り出された仕向けに対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換える暗号演算式切換手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、自システム（通信端末と通信マスタの組）がどのような仕向けで製造されたものなのかが仕向け確認手段によって確認される。そして、通信端末が通信マスタにアクセスして、これら２者間の間でチャレンジレスポンス認証が行われた際には、複数用意されたチャレンジレスポンス認証用の暗号演算式の中から、仕向けに応じた暗号演算式がテーブルから暗号演算式切換手段により選択され、この暗号演算式によって認証が実行される。このため、認証の暗号演算式を仕向けごとに変更することが可能となるので、各仕向けで各々異なる暗号演算式で認証実行が可能となる。よって、暗号演算式の不正な読み取りに対して耐性を高くすることが可能となり、ひいては認証を解析され難いものとすることが可能となる。
【０００８】
本発明では、前記仕向け確認手段は、前記通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から前記仕向けを確認することにより、自システムの仕向けを判定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から仕向けを判断するので、実際の認証の実行有無に拘わらず、認証で使用する暗号演算式を予め設定しておくことが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記通信マスタには、動作実行の開始に際して、前記通信マスタ側において前記通信端末との認証を実行する認証実行手段との間で、前記チャレンジレスポンスの認証成立を必要とするマスタ側装置が設けられ、前記マスタ側装置は、前記認証実行手段との間の前記チャレンジレスポンスの認証を、前記仕向けに応じて決まる前記暗号演算式により実行することを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、マスタ側装置が動作実行を開始する際には、認証実行手段との間で、仕向けに応じた暗号演算式によるチャレンジレスポンス認証を実行するので、マスタ側装置の不正動作を生じ難くすることが可能となる。
【００１２】
本発明では、通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証方法において、自システムの仕向け情報と前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルが前記通信マスタに設けられ、当該自システムの仕向けを確認するとともに、割り出された仕向け先に対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、チャレンジレスポンス認証に用いる暗号演算式の不正解析を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態におけるイモビライザーシステムの構成を示すブロック図。
【図２】車両が仕向けごとに製造されることを示す概念図。
【図３】暗号演算式切換システムの構成を示すブロック図。
【図４】仕向け情報と暗号演算式との関連を定義付けるテーブル。
【図５】暗号演算式の切り換え動作を示すシーケンスチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した認証システム及び認証方法の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、例えばステアリングホイールの近傍等に、メカニカルキーからなる車両キー２の挿し込み先としてキーシリンダ３が設けられている。この場合、キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれて同キー２が回し操作されると、車両キー２のキー溝（キーコード）がキーシリンダ３に合致してキー照合が成立すれば、キーシリンダ３のロータの回転が許容される。そして、キーシリンダ３のロータ回転位置がエンジンスタート位置（ＳＴ位置）まで操作されると、イグニッションスイッチ４のスタータリレーがそれまでのオフからオンに切り換わるとともに、エンジン５を統括制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６が起動して、エンジン５が始動状態をとる。なお、エンジンＥＣＵ６がマスタ側装置に相当する。
【００１６】
また、車両１には、車両１の盗難防止を図る一システムとしてイモビライザーシステム７が搭載されている。この場合、車両１には、イモビライザーシステム７を管理するコントロールユニットとしてイモビライザーＥＣＵ８が設けられている。イモビライザーＥＣＵ８には、イモビライザーシステム７の車両側のアンテナとしてコイルアンテナ９が接続されている。コイルアンテナ９は、キーシリンダ３のキー穴を囲むように複数回に亘り巻回されている。イモビライザーＥＣＵ８は、車内の一ネットワークである車内バス１０を介してエンジンＥＣＵ６と接続されている。なお、イモビライザーＥＣＵ８が通信マスタに相当する。
【００１７】
一方、車両キー２には、固有ＩＤを無線発信することが可能なＩＤタグとしてトランスポンダ１１が組み込まれている。このトランスポンダ１１には、トランスポンダ１１を統括管理するトランスポンダＥＣＵ１２と、トランスポンダ１１のアンテナとして送受信アンテナ１３とが設けられている。トランスポンダＥＣＵ１２のメモリ１４には、前述した固有ＩＤとしてトランスポンダコードが登録されている。トランスポンダ１１は、イモビライザーＥＣＵ８と互いに接近した状態で相互通信する、いわゆる近距離無線通信により通信が可能で、この通信形式として例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）が使用されている。また、トランスポンダ１１は、自ら電源を持たず、イモビライザーＥＣＵ８から発信された電波を電源として動くパッシブ型となっている。なお、トランスポンダ１１が通信端末（通信相手）に相当する。
【００１８】
また、イモビライザーシステム７の無線通信、いわゆるイモビライザー通信は、チャレンジレスポンス認証により暗号化された暗号通信となっている。この場合、イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、チャレンジレスポンス認証のイモビライザーＥＣＵ８側の演算式として暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されている。また、トランスポンダ１１のメモリ１４にも、チャレンジレスポンス認証のトランスポンダ１１側の演算式として暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されている。この暗号演算式Ｆ(ｘ)は、暗号鍵や暗号アルゴリズムに相当するものであり、車両１と車両キー２が組をなしていれば、これらは同じアルゴリズムのものが設定される。
【００１９】
イモビライザーＥＣＵ８は、キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれたことを確認すると、イモビライザー通信を開始する。このとき、イモビライザーＥＣＵ８は、まずコイルアンテナ９から、トランスポンダ１１の電源として駆動電波Ｓvcと、チャレンジレスポンス認証のチャレンジＳchとしてチャレンジコードとを発信させる。駆動電波Ｓvc及びチャレンジＳchは、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波で発信される。また、チャレンジコードは、発信の度に値が毎回変わるデータ列（乱数コード）である。トランスポンダＥＣＵ１２は、この駆動電波Ｓvcを受信すると、これを電源として起動し、この後に受信するチャレンジＳchを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算してレスポンスコードを生成する。そして、トランスポンダＥＣＵ１２は、このレスポンスコードと自身のトランスポンダコードとを、レスポンスＳrsとしてイモビライザーＥＣＵ８にＬＦ帯の電波で返信する。
【００２０】
一方、イモビライザーＥＣＵ８は、チャレンジＳchを発信した際、自らもチャレンジコードを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算してレスポンスＳrsを計算する。そして、イモビライザーＥＣＵ８は、トランスポンダ１１から発信されたレスポンスＳrsをコイルアンテナ９で受信すると、まずは自ら計算したレスポンスコードと、トランスポンダ１１が計算したレスポンスコードとを照らし合わせてレスポンス照合を行う。そして、イモビライザーＥＣＵ８は、これらレスポンスコードが一致してチャレンジレスポンス認証が成立することを確認すると、今度は同じレスポンスＳrs内に含まれるトランスポンダコードと、自身のメモリ１５に登録されたトランスポンダコードと照らし合わせてコード照合を行う。イモビライザーＥＣＵ８は、これら両照合が一致してレスポンス認証が成立することを確認すると、イモビライザーロックを解除する。
【００２１】
イモビライザーロックが解除された際、イモビライザーＥＣＵ８はエンジンＥＣＵ６によるエンジン始動を許可するが、このときはイモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６との間でペアリング確認が行われ、この確認にもチャレンジレスポンス認証が使用される。このため、エンジンＥＣＵ６のメモリ１６にも、チャレンジレスポンス認証のエンジンＥＣＵ６側の演算式として演算暗号式Ｆ(ｘ)が登録されている。そして、エンジンＥＣＵ６は、イモビライザーロックが解除された際、イモビライザーＥＣＵ８にチャレンジＳchを送ってチャレンジレスポンス認証を実行し、この認証が成立すればエンジン５を起動状態に切り換える。
【００２２】
図２に示すように、各車両１ａ，１ｂ…は、それぞれ仕向けが異なるように製造されている。仕向けとは、例えば同一メーカ車両や同一車種を利用するが、車両ごとに部品の実装状況や部品点数等数を異ならせることで決まる一種の車両パラメータである。本例の場合、第１車両１ａが第１仕向けに、第２車両１ｂが第２仕向けに、第３車両１ｃが第３仕向けに、第４車両１ｄが第４仕向けに、第５車両１ｅが第５仕向けに、第６車両１ｆが第６仕向けに、第７車両１ｇが第７仕向けに、第８車両１ｈが第８仕向けに各々設定されている。
【００２３】
車両１ａ〜１ｈの仕向けは、各車両１ａ〜１ｈが各々持つ仕向け情報Ｄ（図３、図４等参照）によって決まる。仕向け情報Ｄとは、例えばリモートエンジンスタータの取り付け可否や、車両１に登録されたＩＤ情報の一括消去の可否や、車両キーの追加登録の可否などが決められた情報群である。よって、車両１ａ〜１ｈの仕向けは、仕向け情報Ｄの各種情報の組み合わせにより決まり、例えば全機能が可となっている場合には車両１が第１仕向けに設定されるように、仕向け情報Ｄに応じて適宜設定される。本例の場合、図４に示すように、例えば車両１ａ〜１ｈが第１〜第３の３つの機能を持っていたとすると、全機能が可の場合には、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１をとって車両１が第１仕向けに設定され、第１機能及び第２機能が可をとり、第３機能が否をとる場合には、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２をとって車両１が第２仕向けに設定される。
【００２４】
また、これら車両１ａ〜１ｈの各車両キー２ａ〜２ｈは、車両１側とキー２側とでトランスポンダコードを各々合わせることによって、各車両専用のキーとして設定されている。即ち、各車両キー２ａ〜２ｈは、仕向けが設定された各々の車両１ａ〜１ｈの専用キーとして製造されることにより、仕向け対応のキーとなっている。本例の場合、第１車両キー２ａが第１車両１ａのキーとなり、第２車両キー２ｂが第２車両１ｂのキーとなり、第３車両キー２ｃが第３車両１ｃのキーとなり、第４車両キー２ｄが第４車両１ｄのキーとなり、第５車両キー２ｅが第５車両１ｅのキーとなり、第６車両キー２ｆが第６車両１ｆのキーとなり、第７車両キー２ｇが第７車両１ｇのキーとなり、第８車両キー２ｈが第８車両１ｈのキーとなっている。
【００２５】
図３に示すように、車両１には、車両１の仕向け（仕向け情報Ｄ）に応じて暗号演算式Ｆ(ｘ)を切り換える暗号演算式切換システム１７が設けられている。本例の暗号演算式切換システム１７は、車両１に予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…を用意しておき、車両１が各々持っている仕向け情報Ｄが何であるのかを確認するとともに、チャレンジレスポンス認証時に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、仕向け情報Ｄに基づくもの、即ち車両１の仕向けに応じたものに設定するシステムである。
【００２６】
この場合、イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、仕向け情報Ｄと暗号演算式Ｆ(ｘ)との関係性が定義付けられたテーブル１８が登録されている。このテーブル１８は、メモリ１５における同テーブル１８の書込領域内に、どの仕向け（仕向け情報Ｄ）のときにどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかの情報が書き込まれている。本例の場合、第１仕向け情報Ｄ１に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が、第２仕向け情報Ｄ２に第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)が、第３仕向け情報Ｄ３に第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が、第４仕向け情報Ｄ４に第４暗号演算式Ｆ４(ｘ)が、第５仕向け情報Ｄ５に第５暗号演算式Ｆ５(ｘ)が、第６仕向け情報Ｄ６に第６暗号演算式Ｆ６(ｘ)が、第７仕向け情報Ｄ７に第７暗号演算式Ｆ７(ｘ)が、第８仕向け情報Ｄ８に第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が各々割り振られている。
【００２７】
図３に示すように、イモビライザーＥＣＵ８には、車両１側においてチャレンジレスポンス認証を管理する認証実行部１９が設けられている。認証実行部１９は、例えばトランスポンダ１１へのチャレンジＳch（駆動電波Ｓvc、チャレンジコード等）の発信や、イモビライザーＥＣＵ８側における暗号演算式Ｆ(ｘ)でのレスポンスコードの演算や、トランスポンダ１１から受信したレスポンスＳrsの正否を見る認証や、エンジンＥＣＵ６とのペア確認などの各種動作を実行する。なお、認証実行部１９が認証実行手段に相当する。
【００２８】
また、イモビライザーＥＣＵ８には、仕向け情報Ｄから自システム（車両１及び電子キー２の組み合わせ種）の仕向けを確認する仕向け確認部２０が設けられている。仕向け確認部２０は、仕向け情報Ｄの内容から自車の仕向けを確認し、この確認結果を出力する。例えば、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１であることを確認すると、自車の仕向けが第１仕向けであると認識し、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２であることを確認すると、自車の仕向けが第２仕向けであると認識する。また、仕向け確認部２０は、この仕向け確認を、チャレンジレスポンス認証を行う度に毎回実行する。
【００２９】
また、イモビライザーＥＣＵ８には、チャレンジレスポンス認証時に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定する暗号演算式設定部２１が設けられている。暗号演算式設定部２１は、仕向け確認部２０の確認結果から自車の仕向けを確認し、テーブル１８を参照して自車の仕向けに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を同テーブル１８から読み出す。続いて、暗号演算式設定部２１は、テーブル１８から読み出した暗号演算式Ｆ(ｘ)を、チャレンジレスポンス認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)として設定する。そして、暗号演算式設定部２１は、この暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証実行部１９にレスポンス照合を実行させる。
【００３０】
更に、本例の場合、エンジンＥＣＵ６がイモビライザーＥＣＵ８と始動開始時にペアリング確認をチャレンジレスポンス認証により行うが、このチャレンジレスポンス認証も、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)により実行される。このため、エンジンＥＣＵ６にも、イモビライザーＥＣＵ８と同様に、テーブル２２、認証実行部２３、仕向け確認部２４、暗号演算式設定部２５、認証実行部２３が設けられている。仕向け確認部２４は、イモビライザーＥＣＵ８とのチャレンジレスポンス認証の際に仕向けの確認を行う。そして、暗号演算式設定部２５は、仕向け確認部２４の確認結果からテーブル１８を参照して暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定し、認証実行部２３にこの暗号演算式Ｆ(ｘ)でペア確認を実行させる。なお、仕向け確認部２０，２４が仕向け確認手段を構成し、暗号演算式設定部２１，２５が暗号演算式設定手段を構成する。
【００３１】
次に、本例の暗号演算式切換システム１７がとる動作を図５に従って説明する。
キーシリンダ３に車両キー２が挿し込まれると、まず認証実行部１９は、図５に示すように、コイルアンテナ９から駆動電波Ｓvcを発信する。車両キー２は、トランスポンダ１１でこの駆動電波Ｓvcを受信する。トランスポンダＥＣＵ１２は、駆動電波Ｓvcを受信すると、この駆動電波Ｓvcを電源として起動状態に切り換わり、自身が起動状態に入ったことをイモビライザーＥＣＵ８に通知すべくアックをＬＦ電波により発信する。認証実行部１９、駆動電波Ｓvcの発信の後にコイルアンテナ９でアックを受信すると、先に発信した駆動電波Ｓvcによりトランスポンダ１１が起動状態に切り換わったことを認識する。
【００３２】
認証実行部１９は、トランスポンダ１１が起動状態に切り換わったことを確認すると、チャレンジレスポンス認証用のチャレンジコードをチャレンジＳchとしてコイルアンテナ９からＬＦ電波で発信させる。トランスポンダ１１は、このチャレンジＳchを受け付けると、チャレンジＳch内に含まれるチャレンジコードを、自身が持つ暗号演算式Ｆ(ｘ)により計算して、レスポンスコードを演算する。車両キー２が第１車両キー２ａの場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)によりチャレンジコードが演算される。そして、トランスポンダ１１は、レスポンスコードの演算が終了すると、演算結果であるこのレスポンスコードと、自身のメモリ１４に登録されたトランスポンダコードとを、レスポンスＳrsとして送受信アンテナ１３からＬＦ電波で発信させる。
【００３３】
また、仕向け確認部２０は、チャレンジＳchの発信の際、自車の仕向けが何であるのかを確認し、その確認結果を暗号演算式設定部２１に通知する。本例の仕向け確認部２０は、車両１に予め用意されている仕向け情報Ｄから車両１の仕向けが何であるのかを確認する。例えば、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１である場合には、車両１が第１仕向けであることを確認し、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２である場合には、車両１が第２仕向けであることを確認する。仕向け確認部２０は、この仕向けの確認結果を暗号演算式設定部２１に出力する。
【００３４】
暗号演算式設定部２１は、仕向け確認部２０から仕向けの確認結果を受け付けると、この確認結果とテーブル１８とを照らし合わせて、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選択設定する。即ち、暗号演算式設定部２１は、仕向けに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出し、これを使用暗号演算式として自車に設定する。例えば、図４に示すように、仕向け情報Ｄが第１仕向け情報Ｄ１の場合には、暗号演算式が第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)に設定され、仕向け情報Ｄが第２仕向け情報Ｄ２の場合には、暗号演算式が第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)に設定される。
【００３５】
この暗号演算式設定後、認証実行部１９は、暗号演算式Ｆ(ｘ)で自身もチャレンジコードを演算してレスポンスコードを作成し、このレスポンスコードを、トランスポンダ１１から受け付けたレスポンスコードに照らし合わせてレスポンス照合を行う。なお、車両１が第１仕向けの場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)によりレスポンスコードが演算される。そして、認証実行部１９は、両者のレスポンスコードが一致してレスポンス照合の成立を確認すると、続いては同じレスポンスＳrs内に含まれるトランスポンダコードによりコード照合を実行する。認証実行部１９は、このコード照合も成立を確認すると、チャレンジレスポンス認証が成立したと認識し、イモビライザーロックを解除する。
【００３６】
続いて、キーシリンダ３に挿し込まれた車両キー２がエンジンスタート位置に回し操作されると、エンジンＥＣＵ６に電源が入り、エンジンＥＣＵ６はイモビライザーＥＣＵ８とペアリング確認のチャレンジレスポンス認証を開始する。このとき、仕向け確認部２４は、車両１に予め用意されている仕向け情報Ｄから車両１の仕向けが何であるのかを確認し、この仕向けの確認結果を暗号演算式設定部２５に出力する。
【００３７】
暗号演算式設定部２５は、仕向け確認部２４から仕向けの確認結果を受け付けると、この確認結果とテーブル２２とを照らし合わせて、仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選択設定する。即ち、イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間のチャレンジレスポンス認証のときと同様の手順で、ペア確認のチャレンジレスポンス認証のときに使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を設定する。そして、認証実行部１９は、暗号演算式設定部２１により設定された暗号演算式Ｆ(ｘ)でペア確認のチャレンジレスポンス認証を行い、この認証が成立することを確認すると、エンジン５を始動状態に切り換える。
【００３８】
以上により、本例においては、車両１の仕向けを決める条件である仕向け情報Ｄごとに複数のチャレンジレスポンス認証用の暗号演算式Ｆ(ｘ)を用意し、暗号演算式Ｆ(ｘ)を車両１の仕向け情報Ｄの内容に応じて、即ち車両１の仕向けに応じて変更可能とした。このため、各車両キー２では各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証が実行されるので、例えば複数の車両キー２で１つの同じ暗号演算式Ｆ(ｘ)を共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りに対する耐性を高くすることが可能となる。これにより、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析し難くすることが可能となり、ひいては車両盗難に対するセキュリティ性も高いものとすることが可能となる。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１が各々持つ仕向け情報Ｄごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)を用意したので、チャレンジレスポンス認証に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１の仕向けごとに変更することができる。このため、各車両１ａ〜１ｈでは各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証が実行されるので、例えば複数の車両１ａ〜１ｈで同じ１つの暗号演算式Ｆ(ｘ)を共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りに対する耐性を高くすることができる。これにより、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析し難くすることが可能となり、ひいては車両盗難に対するセキュリティ性も高いものとすることができる。
【００４０】
（２）車両１の仕向け判定は、車両１が予め持っている仕向け情報Ｄから判定される。このため、例えばチャレンジレスポンス認証の実行有無に拘わらず、予め車両１の仕向け結果を割り出しておくことが可能となる。よって、チャレンジレスポンス認証時に必要となる処理が軽減されるので、認証の処理時間の短時間化を図ることが可能となる。
【００４１】
（３）イモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６との間で行うペア確認のチャレンジレスポンス認証も、車両１の仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)で実行されるので、イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間のみならず、イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６の間の認証も、暗号演算式Ｆ(ｘ)を解析され難くすることが可能となる。よって、エンジン５の不正始動を生じ難くすることが可能となり、車両盗難に対するセキュリティ性をより高くすることが可能となる。
【００４２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 暗号演算式切換システム１７の採用対象は、必ずしもイモビライザーシステム７であることに限定されない。例えば、車両１からキー返信要求としてリクエストを発信させ、このリクエストに応答してキー２が返信してくるＩＤコードで照合を行うシステム、いわゆるキー操作フリーシステムに応用してもよい。
【００４３】
・ 車両１は、前述したキー操作フリーシステムとイモビライザーシステム７の両方を備えるものでもよい。また、この場合、キー操作フリーシステムを管理する制御ＩＣ（Integrated Circuit）に、本例のトランスポンダ１１の機能を組み込んで一体化してもよい。
【００４４】
・ 仕向け情報Ｄの組み合わせ数は、必ずしも第１機能〜第３機能の３つに限定されず、これ以外の数の組み合わせを採用してもよい。
・ 仕向け確認は、必ずしも認証時に毎回行うことに限らず、認証を１度行った後、これを固定値として保持するものでもよい。
【００４５】
・ 仕向け確認は、必ずしも認証時に実行されることに限らず、これはいつ行ってもよい。
・ 仕向け確認は、必ずしも車両１が予め持つ仕向け情報Ｄを基に、テーブル１８（２２）を参照して導き出す形式に限定されない。例えば、車両キー２から発信されたＩＤ情報、即ちトランスポンダ１１から発信されたトランスポンダコードから、車両１の仕向けを判定する形式を採用してもよい。
【００４６】
・ イモビライザーＥＣＵ８とエンジンＥＣＵ６とに供給される仕向け情報Ｄは、これら両者で共通するものであってもよいし、或いは各々の別の箇所から供給されるものでもよい。
【００４７】
・ イモビライザー照合の開始条件は、必ずしも車両キー２がキーシリンダ３に挿し込まれたことに限定されない。例えば、シフトレバーがパーキング位置に位置した状態でブレーキペダルが踏み込まれたことを開始条件としてもよい。
【００４８】
・ イモビライザー通信の周波数は、必ずしもＬＦ帯の電波で行われることに限らず、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を使用してもよい。
・ テーブル１８，２２は、必ずしも仕向け情報Ｄと暗号演算式Ｆ(ｘ)とを関連付けた表のような形式をとることに限らず、要はどの仕向け情報Ｄのときにどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかが分かれば、その形式は特に限定されない。
【００４９】
・ イモビライザーＥＣＵ８及びトランスポンダ１１の間の認証と、イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６の間の認証とで、必ずしも同じ暗号演算式Ｆ(ｘ)を用いることに限らず、これらの間で暗号演算式Ｆ(ｘ)を異ならせてもよい。
【００５０】
・ 暗号演算式Ｆ(ｘ)は、例えばAES（Advanced Encryption Standard）暗号やDES（Data Encryption Standard）暗号などの種々の形式のものが採用可能である。
・ 通信マスタと通信端末との通信形式は、必ずしも無線に限定されず、例えば有線としてもよい。
【００５１】
・ イモビライザーＥＣＵ８及びエンジンＥＣＵ６のチャレンジレスポンス認証は、必ずしも仕向けに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)で行われることに限定されず、この機能を省略して、１つの固定の演算式で行われるものでもよい。
【００５２】
・ 本例の技術思想の採用対象は、必ずしも車両１に限定されず、種々の装置や機器に応用してもよい。よって、通信マスタはイモビライザーＥＣＵ８（車両１）に限らないし、また通信端末はトランスポンダ１１（車両キー２）に限るものではなく、種々のものが採用可能である。
【００５３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記レスポンスには、前記チャレンジレスポンス認証の応答であるレスポンスコードと、前記通信端末の固有ＩＤである認証コードとが含まれ、前記チャレンジレスポンス認証は、前記レスポンスと前記認証コードとの両方の照合成立を判定する認証となっている。この場合、認証レベルをより高いものとすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
６…マスタ側装置としてのエンジンＥＣＵ、８…通信マスタとしてのイモビライザーＥＣＵ、１１…通信端末（通信相手）としてのトランスポンダ、１８，２２…テーブル、１９…認証実行手段としての認証実行部、２０，２４…仕向け確認手段としての仕向け確認部、２１，２５…暗号演算式切換手段としての暗号演算式設定部、Ｓch…チャレンジ、Ｓrs…レスポンス、Ｆ(ｘ)（Ｆ１(ｘ)〜Ｆ８(ｘ)）…暗号演算式、Ｄ（Ｄ１〜Ｄ８）…仕向け情報。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って、当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証システムにおいて、
前記通信マスタに設けられ、自システムの仕向けと前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルと、
当該自システムの仕向けを確認する仕向け確認手段と、
前記仕向け確認手段により割り出された仕向けに対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換える暗号演算式切換手段と
を備えたことを特徴とする認証システム。
【請求項２】
前記仕向け確認手段は、前記通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から前記仕向けを確認することにより、自システムの仕向けを判定することを特徴とする請求項１に記載の認証システム。
【請求項３】
前記通信マスタには、動作実行の開始に際して、前記通信マスタ側において前記通信端末との認証を実行する認証実行手段との間で、前記チャレンジレスポンスの認証成立を必要とするマスタ側装置が設けられ、
前記マスタ側装置は、前記認証実行手段との間の前記チャレンジレスポンスの認証を、前記仕向けに応じて決まる前記暗号演算式により実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の認証システム。
【請求項４】
通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って、当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証方法において、
自システムの仕向け情報と前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルが前記通信マスタに設けられ、当該自システムの仕向けを確認するとともに、割り出された仕向け先に対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換えることを特徴とする認証方法。
【請求項１】
通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って、当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証システムにおいて、
前記通信マスタに設けられ、自システムの仕向けと前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルと、
当該自システムの仕向けを確認する仕向け確認手段と、
前記仕向け確認手段により割り出された仕向けに対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換える暗号演算式切換手段と
を備えたことを特徴とする認証システム。
【請求項２】
前記仕向け確認手段は、前記通信マスタに予め備え付けられた仕向け情報から前記仕向けを確認することにより、自システムの仕向けを判定することを特徴とする請求項１に記載の認証システム。
【請求項３】
前記通信マスタには、動作実行の開始に際して、前記通信マスタ側において前記通信端末との認証を実行する認証実行手段との間で、前記チャレンジレスポンスの認証成立を必要とするマスタ側装置が設けられ、
前記マスタ側装置は、前記認証実行手段との間の前記チャレンジレスポンスの認証を、前記仕向けに応じて決まる前記暗号演算式により実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の認証システム。
【請求項４】
通信マスタからその通信相手である通信端末にチャレンジを送って、当該通信端末にその暗号演算式により当該チャレンジのレスポンスを演算させ、該演算後に当該レスポンスを前記通信マスタに送り返し、前記通信マスタにも該通信マスタが持つ暗号演算式により前記チャレンジのレスポンスを演算させて、これら２者のレスポンスを照らし合わせることで前記２者の認証を行うチャレンジレスポンス式の認証方法において、
自システムの仕向け情報と前記認証用の暗号演算式とが対応付けられたテーブルが前記通信マスタに設けられ、当該自システムの仕向けを確認するとともに、割り出された仕向け先に対応する前記暗号演算式を前記テーブルから選び出し、これを前記認証時に使用することにより、前記暗号演算式を前記仕向けごとに切り換えることを特徴とする認証方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２５０７４７（Ｐ２０１０−２５０７４７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２１４２（Ｐ２００９−１０２１４２）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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