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】１台の車両１に対し、イモビライザーシステムに準じた認証が可能な車両キー２を複数登録可能とする。そして、この車両１に、登録キーと暗号演算式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、例えば車両１に登録された登録キーがどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかを定義付けるものである。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に登録された登録キーごとに変更する。
【解決手段】１台の車両１に対し、イモビライザーシステムに準じた認証が可能な車両キー２を複数登録可能とする。そして、この車両１に、登録キーと暗号演算式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、例えば車両１に登録された登録キーがどの暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用するのかを定義付けるものである。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に登録された登録キーごとに変更する。
【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、前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能な登録手段と、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認する端末種別確認手段と、前記端末種別確認手段により割り出された前記通信端末が、前記登録手段により登録された登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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、通信マスタには、自身の操作端末として通信端末を登録手段によって適宜登録可能となっている。そして、通信端末が通信マスタとアクセスする際、これら２者の間でチャレンジレスポンス式の認証が行われるが、まずは通信端末の種別が端末種別確認手段によって確認される。そして、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、通信相手となっている通信端末に応じた暗号演算式が暗号演算式切換手段によって選択され、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登録端末ごとに変更することが可能となるので、各通信端末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、前記登録手段は、前記通信マスタ及び前記通信端末の両方において、これら２者の各々に予め用意されている複数の暗号演算式の群の中から特定の同じ１つを選び出し、これを前記認証に使用する演算式として前記２者の各々に設定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、通信マスタ及び通信端末の各々に予め複数の暗号演算式を用意しておき、これらの中のどれを使用するのかを選択することにより、使用する暗号演算式の登録設定が行われる。このため、暗号演算式の登録に際して、例えば実際に暗号演算式を通信でやり取りする形式をとらずに済むので、暗号演算式自体が盗聴される状況にならずに済む。よって、暗号演算式の不正な読み取りを一層生じ難くすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記登録手段は、前記暗号演算式とエリア番号とが対応付けられた登録エリアを前記通信マスタ側の通信端末の登録先として持ち、前記通信マスタに前記通信端末を登録するに際して、前記登録エリアのエリア番号を前記通信端末に通知することにより、当該エリア番号に準じた暗号演算式を前記通信端末で使用する暗号演算式として登録させ、一方で前記通信マスタにおいては前記エリア番号と当該通信端末とを対応付けて登録することにより、前記通信マスタ側に登録された前記通信端末と前記暗号演算式とを対応付けることを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、通信マスタが通信端末を自身に登録した際、その登録エリアのエリア番号を通信端末に通知し、エリア番号に応じた暗号演算式を通信端末に選択させて、その暗号演算式を使用暗号演算式として通信端末に登録させる。よって、通信端末で使用する暗号演算式を登録するに際しては、エリア番号を通知するという簡素な形式で演算式設定を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記端末種別確認手段は、前記チャレンジに前記通信端末の端末番号を含ませることにより前記通信端末に前記端末番号の照合を実行させ、当該照合が成立せずに前記レスポンスが前記通信マスタに返信されてこなければ、今度は次番号の前記端末番号を前記チャレンジに付加して前記端末番号の照合を実行させ、この動作を前記レスポンスの返信を受け付けるまで繰り返すことにより、前記通信マスタの通信相手を確認することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、通信相手に対して順番にキー番号を出し、これに応答できるかどうかを見ることにより通信相手を確認する。このため、キー番号を出してその応答の有無を見るという簡単な形式により通信相手を確認することが可能となる。
【００１４】
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、前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能とし、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認するとともに、当該通信端末が登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末ごとに切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
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】
【００１６】
【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】キー登録システム及び暗号演算式切換システムの構成を示すブロック図。
【図３】キー番号と暗号演算式との関連を定義付けるテーブル。
【図４】キー登録動作を示すシーケンスチャート。
【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。
【図６】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】
【００１７】
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６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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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側の演算式として暗号演算式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。
【００２４】
図２に示すように、車両１には、所定の車両キー２を自車両用のキーとして車両１に登録するキー登録システム１７が設けられている。車両キー２は、例えば一家族で１台の車両１を持ち合わせたり、或いは車両キー２を紛失したりしてしまったときのために、１台の車両１に対して複数の車両キー２が登録可能である。本例の場合、例えば第１マスターキー２ａ〜第５マスターキー２ｅ及び第１サブキー２ｆ〜第３サブキー２ｈの合計８本のキーが登録可能となっている。なお、マスターキー２ａ〜２ｅは、車両１の使用が制限されずに全機能が使用可能な位置付けのキーである。また、サブキー２ｆ〜２ｈは、車両１の使用が制限されて所定機能のみしか操作できない位置付けのキーである。なお、キー２（２ａ〜２ｈ）が登録端末に相当する。
【００２５】
イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、図３に示すように、車両キー２の登録先としてテーブル１８が設けられている。このテーブル１８は、データ書込領域である登録エリアＥがキー単位で区分けされ、登録される車両キー２の関連データ（トランスポンダコード、キー番号Ｎ）が登録エリアＥの先頭（アドレスの先頭）から登録順に第１登録キー、第２登録キー…として書き込まれる。即ち、第１登録エリアＥ１に登録されるキーが第１登録キーとされ、第２登録エリアＥ２に登録されるキーが第２登録キーとして設定され、以降の登録エリアＥ３〜Ｅ８も同様である。よって、キー２ａ〜２ｈは、登録作業を行った順番で車両１に登録される。本例の場合、テーブル１８には、第５マスターキー２ｅ、第１マスターキー２ａ、第４マスターキー２ｄ、第２サブキー２ｇ、第１サブキー２ｆ、第２マスターキー２ｂ、第３サブキー２ｈ、第３マスターキー２ｃの順でキー登録がなされている。なお、キー番号Ｎが端末種、端末番号を構成する。
【００２６】
図２に示すように、イモビライザーＥＣＵ８には、キー登録システム１７を車両１側において管理する車両側登録実行部１９が設けられている。車両側登録実行部１９は、車両１が車両キー２の登録モードに入ると、車両キー２のトランスポンダ１１と登録通信を実行し、このときに通信状態に入っている車両キー２をテーブル１８に登録する。また、トランスポンダＥＣＵ１２には、キー登録システム１７をキー２側において管理するキー側登録実行部２０が設けられている。キー側登録実行部２０は、車両側登録実行部１９と協同して、車両１への車両キー２の登録動作を実行する。なお、車両側登録実行部１９及びキー側登録実行部２０が登録手段を構成する。
【００２７】
また、車両１には、イモビライザー照合（即ち、チャレンジレスポンス認証）で使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１の登録キーごとに切り換える暗号演算式切換システム２１が設けられている。本例の暗号演算式切換システム２１は、それぞれの登録キーごとに各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用させるシステムであって、例えば第１登録キーの場合には第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を使用し、第２登録キーの場合には第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)を使用するように、登録キーごとにイモビライザー照合（チャレンジレスポンス認証）に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を切り換えるシステムである。
【００２８】
この場合、トランスポンダＥＣＵ１２には、チャレンジレスポンス認証時にイモビライザーＥＣＵ８から送られてくるキー番号Ｎ（図５及び図６参照）の正否を確認するキー番号照合部２２が設けられている。キー番号Ｎは、車両キー２がマスターキー２ａ〜２ｅ及びサブキー２ｆ〜２ｈのうちどの種のものかを表す情報であって、数ビットのデータ列からなる。また、トランスポンダＥＣＵ１２には、イモビライザーＥＣＵ８から送られてくるチャレンジＳchを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により演算してレスポンスＳrsを生成するレスポンス演算部２３が設けられている。
【００２９】
また、図３に示すテーブル１８には、それぞれの登録キーごとに各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)が割り振られている。即ち、これら登録キーには、第１登録キー、第２登録キー…の順で、それぞれ第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)、第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)…が割り振られている。よって、本例の場合、第１登録キーである第５マスターキー２ｅに第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が、第２登録キーである第１マスターキー２ａに第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)が、第３登録キーである第４マスターキー２ｄに第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が、第４登録キーである第２サブキー２ｇに第４暗号演算式Ｆ４(ｘ)が、第５登録キーである第１サブキー２ｆに第５暗号演算式Ｆ５(ｘ)が、第６登録キーである第２マスターキー２ｂに第４暗号演算式Ｆ６(ｘ)が、第７登録キーである第３サブキー２ｈに第７暗号演算式Ｆ７(ｘ)が、第８登録キーである第３マスターキー２ｃに第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が各々割り振られている。
【００３０】
一方、車両キー２にも、キーごとで各々異なる暗号演算式Ｆa(ｘ)が登録されている。本例の場合、各トランスポンダ１１には、図２に示すように、車両１と同様に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)〜第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が予め用意され、この中から特定の１つがキー側登録実行部２０により選び出されて設定される。ところで、登録エリアＥのエリア番号Ｎerと暗号演算式Ｆ(ｘ)とは一義的な関係で設定されているので、車両キー２がイモビライザーＥＣＵ８のテーブル１８に登録される際、このキー登録先のエリア番号Ｎerが分かれば、テーブル１８において車両キー２に登録された暗号演算式Ｆ(ｘ)の番号も分かるはずである。
【００３１】
よって、本例の場合、車両側登録実行部１９は、車両キー２の登録モードの際、キー登録先の登録エリアＥのエリア番号Ｎerをキー側登録実行部２０に通知する。キー側登録実行部２０は、使用エリア番号Ｎerの通知を受け付けると、このエリア番号Ｎerに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出して、これを使用演算式として設定する。例えば、第５マスターキー２ｅの場合、これはテーブル１８の第１登録エリアＥ１に登録されるので、車両側登録実行部１９は、エリア番号Ｎerとして第１登録エリアＥ１をキー側登録実行部２０に通知する。そして、キー側登録実行部２０は、複数の暗号演算式Ｆ１(ｘ)〜Ｆ８(ｘ)の中からこの第１登録エリアＥ１に対応する演算式Ｆ(ｘ)、即ち第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を選び出し、これを使用暗号演算式として設定する。これにより、第５マスターキー２ｅには、車両１のテーブル１８と同じく第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が登録された状態になる。
【００３２】
また、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２４が設けられている。認証実行部２４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、キー番号Ｎ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の正否を見る認証などの各種動作を実行する。
【００３３】
イモビライザーＥＣＵ８には、チャレンジレスポンス認証の通信相手が何であるか、即ち認証相手の車両キー２の種別を確認するキー種別確認部２５が設けられている。本例の場合、イモビライザー照合時は、チャレンジＳchにキー番号Ｎが含ませられて発信され、このチャレンジＳchに含まれるキー番号Ｎの照合がトランスポンダ１１側において成立してトランスポンダ１１がレスポンスＳrsを返してくるか否かが確認され、これをレスポンスＳrsが返されるまで登録キー順に繰り返される。よって、キー種別確認部２５は、チャレンジＳchに対するレスポンスＳrsの受け付け有無を監視し、レスポンス受け付けを確認すると、このときに発信したチャレンジＳchに含まれていたキー番号Ｎの登録キーを認証相手の車両キー２として認識する。なお、キー種別確認部２５が端末種別確認手段に相当する。
【００３４】
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２６が設けられている。暗号演算式設定部２６は、キー種別確認部２５の確認結果から認証相手を確認し、テーブル１８を参照して通信相手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２６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２６は、この暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証実行部２４にレスポンス照合を実行させる。暗号演算式設定部２６が暗号演算式切換手段に相当する。
【００３５】
まずは最初に、イモビライザーＥＣＵ８への車両キー２の登録手順を図４に従って説明する。
例えば、車両１において暗号演算式切換システム２１を車両キー２の登録モードに入れる所定操作が実行されると、キー登録システム１７が登録モードに入って車両側登録実行部１９が起動する。ここで、車両１を車両キー２の登録モードに切り換える一例としては、例えば車両１のドアノブを所定回数及び順序で操作する例が挙げられる。車両側登録実行部１９は、動作モードが登録モードに切り換わると、トランスポンダ１１を起動するために、図４に示すようにコイルアンテナ９から駆動電波ＳvcをＬＦ電波で発信させる。この駆動電波Ｓvcは、イモビライザー照合時にも発信されるトランスポンダ１１の電源となる電波である。
【００３６】
トランスポンダＥＣＵ１２がこの駆動電波Ｓvcを受信すると、キー側登録実行部２０が起動状態に切り換わる。キー側登録実行部２０は、駆動電波Ｓvcを電源に起動状態に入った際、自身に暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されていないことを確認すると、自身の動作モードを登録モードにする。そして、キー側登録実行部２０は、登録モードに入ると、その旨を車両側登録実行部１９に通知すべくアックをＬＦ電波で返信する。車両側登録実行部１９は、車両キー２の登録モードに入って駆動電波Ｓvcを発信した後、所定時間内にアックを受け付けると、トランスポンダ１１が登録モードに入ったことを認識する。
【００３７】
車両側登録実行部１９は、トランスポンダ１１が登録モードに入ったことを確認すると、テーブル１８の登録エリアＥの中でデータ（車両キー２）が書き込まれていないエリア番号Ｎerを、車両キー２の登録先としてＬＦ電波で発信する。例えば、車両１に初めてキー登録する場合には、エリア番号Ｎerとして第１登録エリアＥ１が発信され、仮に第１登録エリアＥ１及び第２登録エリアＥ２が使用済みの場合には、エリア番号Ｎerとして第３登録エリアＥ３が発信される。
【００３８】
キー側登録実行部２０は、イモビライザーＥＣＵ８から発信されたエリア番号Ｎerを受信すると、自身のメモリ１５に登録された暗号演算式Ｆ(ｘ)の中から、エリア番号Ｎerに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出し、これを設定登録する。例えば第１登録エリアＥ１のエリア番号を受け付けた場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が登録され、仮に第３登録エリアＥ３のエリア番号を受け付けた場合には、第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が使用暗号演算式として登録される。キー側登録実行部２０は、キー側の式登録が完了すると、アックをＬＦ電波で返信する。車両側登録実行部１９は、エリア番号Ｎerを発信した後、所定時間内にアックを受け付けると、車両キー２側の暗号演算式の選択が完了したと認識し、このとき選択状態にあるエリア番号Ｎerを登録先として確定する。
【００３９】
車両側登録実行部１９は、車両キー２側の暗号演算式の選択が完了したことを確認すると、今度はトランスポンダコードとキー番号Ｎとを通知させる要求としてキー情報通知要求をトランスポンダ１１に発信する。トランスポンダ１１は、キー情報通知要求を受信すると、自身のトランスポンダコードとキー番号ＮとをイモビライザーＥＣＵ８に返信する。車両側登録実行部１９は、トランスポンダ１１からトランスポンダコードとキー番号Ｎとを受け付けると、確定したエリア番号Ｎerにこれら情報を書き込む。これにより、車両１に登録された車両キー２が、使用暗号演算式が対応付けられた状態で車両１に登録される。
【００４０】
次に、本例の暗号演算式切換システム２１がとる動作を図５及び図６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２４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２４は、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。
【００４１】
認証実行部２４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、このとき通信相手となっているトランスポンダ１１（車両キー２）を特定する動作に入る。本例の場合、認証実行部２４は、まずは最初に、テーブル１８の第１登録キーのキー番号Ｎ、即ちテーブル１８の第１登録エリアＥ１（先頭アドレス）に書き込まれているキー番号Ｎと、チャレンジレスポンス認証用のチャレンジコードとを、本例のチャレンジＳchとしてコイルアンテナ９からＬＦ電波で発信させる。ここでは、第５マスターキー２ｅのキー番号ＮがチャレンジＳchに乗せられる。
【００４２】
キー番号照合部２２は、イモビライザーＥＣＵ８からチャレンジＳchを受信すると、まずはこのチャレンジＳchに含まれるキー番号Ｎを、自身のそれと照らし合わせることによりキー番号照合を行う。このとき、キー番号照合部２２は、イモビライザーＥＣＵ８から受け付けたキー番号Ｎと、トランスポンダＥＣＵ１２のメモリ１４に登録されたキー番号Ｎとを照らし合わせることによりキー番号照合を行う。キー番号照合部２２は、キー番号照合が成立することを確認すると次動作に移行し、キー番号照合が成立しなければ、その時点で照合動作を終了して待機する。
【００４３】
このとき、通信相手の車両キー２が例えば第５マスターキー２ｅであれば、キー番号照合部２２はキー番号照合が成立することを確認する。そして、レスポンス演算部２３は、チャレンジＳch内に含まれるチャレンジコードを、自身が持つ第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)により計算して、レスポンスコードを演算する。レスポンス演算部２３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。
【００４４】
また、キー種別確認部２５は、第５マスターキー２ｅのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchの発信の後、所定時間内にレスポンスＳrsをコイルアンテナ９で受信すると、通信相手の車両キー２が第５マスターキー２ｅであることを認識する。即ち、キー種別確認部２５は、チャレンジＳchを発信した後の所定時間内に、アックとしてレスポンスＳrsを受信できれば、このときにチャレンジＳchに乗せたキー番号Ｎの車両キー２が通信相手であると認識する。そして、キー種別確認部２５は、キー種別確認結果として通信相手が何番目の登録キーであるかを暗号演算式設定部２６に通知する。本例の場合、キー種別確認部２５は、通信相手が第１登録キーであることを暗号演算式設定部２６に通知する。
【００４５】
暗号演算式設定部２６は、キー種別確認部２５からキー種別確認結果を受け付けると、テーブル１８を参照してこのときの通信相手に応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選び出し、選び出した暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用暗号演算式として設定する。このとき、暗号演算式設定部２６は、通信相手が第１登録キーであること、即ち第５マスターキー２ｅであることを受け付けるので、第１登録キー用の暗号演算式である第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を使用暗号演算式として設定する。
【００４６】
この暗号演算式設定後、認証実行部２４は、第１暗号演算式Ｆ１(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。そして、認証実行部２４は、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２４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。
【００４７】
一方、例えば図６に示すように、イモビライザーＥＣＵ８から第１登録キー（第５マスターキー２ｅ）のキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchが発信された際、通信相手が第５マスターキー２ｅではないと、イモビライザーＥＣＵ８とトランスポンダＥＣＵ１２とでキー番号Ｎが一致しないので、キー番号照合部２２はキー番号照合の成立を認識しない。このため、トランスポンダＥＣＵ１２は、以降に続く動作、即ちレスポンス演算の動作をとることができず、レスポンスＳrsをイモビライザーＥＣＵ８に返す動作をとらない。
【００４８】
よって、認証実行部２４は、第１登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信しても、所定時間内にこのレスポンスＳrsを受け取ることができないので、次の動作に移り、今度は第２登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信させて、通信相手を確認する。そして、認証実行部２４は、チャレンジ発信の後の所定時間内にレスポンスを受け付けることができなければ、次の登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信し、レスポンスＳrsを受け付けるまでこの動作を繰り返し行う。そして、認証実行部２４は、レスポンスＳrsを受け付けることができた番号の登録キーに準じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用暗号演算式として設定し、レスポンス照合を実行する。
【００４９】
また、認証実行部２４は、チャレンジＳchの発信に際して、自身に登録された８本の車両キー２のキー番号Ｎを全て送っても、トランスポンダ１１からレスポンスＳrsを受け付けることができなければ、通信相手の車両キー２は他車両のキーであると認識して、認証動作を強制終了する。一方、トランスポンダ１１は、駆動電波Ｓvcによる電源が切れた時点で電源オフに戻る。
【００５０】
以上により、本例においては、車両１に複数の車両キー２を登録可能とするとともに、チャレンジレスポンス認証用の暗号演算式Ｆ(ｘ)を登録キーの数に合わせて車両１に複数用意し、この暗号演算式Ｆ(ｘ)を登録キーごとに変更可能とした。このため、例えば１つの暗号演算式Ｆ(ｘ)を複数の車両キー２で共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の解析を困難にすることが可能となるので、認証を不正に成立させられる心配が少なくなる。よって、車両盗難に対して高いセキュリティ性が確保される。また、車両キー２を登録式としたので、登録順に認証が実行されるので、ユーザの要望に応じた認証順序を設定することが可能となり、ひいてはユーザ満足度を満たすことが可能となる。
【００５１】
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）イモビライザーＥＣＵ８（テーブル１８）に登録されている車両キー２ごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)を分けたので、チャレンジレスポンス認証で使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、登録キーごとに変更することができる。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。
【００５２】
（２）イモビライザーＥＣＵ８とトランスポンダＥＣＵ１２との各々に、予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…を用意しておき、車両キー２を車両１に登録する際に、これら暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…の中のどれを使用するのかを選択する形式をとっている。よって、暗号演算式Ｆ(ｘ)の登録に際して、例えば暗号演算式Ｆ(ｘ)を実際に通信で相手側に飛ばすという形式を用いずに済むので、暗号演算式Ｆ(ｘ)自体が盗聴される状況にならない。よって、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りを一層生じ難くすることができる。
【００５３】
（３）車両キー２に複数用意された暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…のうちどれを選択設定するのかは、暗号演算式Ｆ(ｘ)の登録時に、イモビライザーＥＣＵ８から登録エリアＥのエリア番号Ｎerを車両キー２に通知することにより実行される。よって、車両キー２における暗号演算式Ｆ(ｘ)の選択設定を、車両１から登録エリアＥのエリア番号Ｎerを車両キー２に通知するという簡素な形式によって実行することができる。
【００５４】
（４）チャレンジレスポンス認証の際、車両キー２に対して順番にキー番号Ｎを出して、これに応答できるか否かを見ることにより、車両キー２がマスターキー２ａ〜２ｅ及びサブキー２ｆ〜２ｈの中のどのキー種であるのかが確認される。このため、キー番号Ｎを出してその応答の有無を見るという簡単な形式で車両キー２の種別を確認することができる。
【００５５】
（５）チャレンジレスポンス認証の際、キー番号Ｎを順番に車両キー２に送って、通信相手を１つずつ順番に確認する。このため、本例のように１つの車両１に対して複数の車両キー２が通信相手として存在する場合であっても、複数の車両キー２が一度に同時に車両１にアクセスするような状況にならずに済むので、認証を問題なく実行させることができる。
【００５６】
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２１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。
【００５７】
・ 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。
【００５８】
・ 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。
【００５９】
・ 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は、必ずしも登録キーと暗号演算式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、要はどのキー番号Ｎ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。
【００６０】
・ 車両キー２の登録は、例えば登録動作時において車両キー２から暗号演算式Ｆ(ｘ)が車両１に向けて発信され、これをキー情報と関連付けて車両１に登録する方式を採用してもよい。
【００６１】
・ 車両キー２には、予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…が用意されていることに限定されず、例えば１つのみ用意されている構成を採用してもよい。
・ キー登録システム１７を登録モードにする操作態様は、必ずしもドアノブを用いた形式をとることに限定されず、車両１に設置された他の操作機器を使用してもよし、或いは専用の登録ツールを使用するものでもよい。
【００６２】
・ 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。
【００６３】
・ 登録モードに入った際、車両キー２の種別を確認する方式は、例えば車両キー２に種別を問い合わせて、キー種が何であるかを判定する方式を採用してもよい。
・ 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。
【００６４】
・ 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。
・ 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。
【００６５】
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１〜４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】
【００６６】
２（２ａ〜２ｈ）…登録端末としてのキー、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…テーブル、１９…登録手段を構成する車両側登録実行部、２０…登録手段を構成するキー側登録実行部、２５…端末種別確認手段としてのキー種別確認部、２６…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、Ｎ…端末種、端末番号を構成するキー番号、Ｅ（Ｅ１〜Ｅ８）…登録エリア、Ｎer…エリア番号。
【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、前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能な登録手段と、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認する端末種別確認手段と、前記端末種別確認手段により割り出された前記通信端末が、前記登録手段により登録された登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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、通信マスタには、自身の操作端末として通信端末を登録手段によって適宜登録可能となっている。そして、通信端末が通信マスタとアクセスする際、これら２者の間でチャレンジレスポンス式の認証が行われるが、まずは通信端末の種別が端末種別確認手段によって確認される。そして、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、通信相手となっている通信端末に応じた暗号演算式が暗号演算式切換手段によって選択され、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登録端末ごとに変更することが可能となるので、各通信端末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、前記登録手段は、前記通信マスタ及び前記通信端末の両方において、これら２者の各々に予め用意されている複数の暗号演算式の群の中から特定の同じ１つを選び出し、これを前記認証に使用する演算式として前記２者の各々に設定することを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、通信マスタ及び通信端末の各々に予め複数の暗号演算式を用意しておき、これらの中のどれを使用するのかを選択することにより、使用する暗号演算式の登録設定が行われる。このため、暗号演算式の登録に際して、例えば実際に暗号演算式を通信でやり取りする形式をとらずに済むので、暗号演算式自体が盗聴される状況にならずに済む。よって、暗号演算式の不正な読み取りを一層生じ難くすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記登録手段は、前記暗号演算式とエリア番号とが対応付けられた登録エリアを前記通信マスタ側の通信端末の登録先として持ち、前記通信マスタに前記通信端末を登録するに際して、前記登録エリアのエリア番号を前記通信端末に通知することにより、当該エリア番号に準じた暗号演算式を前記通信端末で使用する暗号演算式として登録させ、一方で前記通信マスタにおいては前記エリア番号と当該通信端末とを対応付けて登録することにより、前記通信マスタ側に登録された前記通信端末と前記暗号演算式とを対応付けることを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、通信マスタが通信端末を自身に登録した際、その登録エリアのエリア番号を通信端末に通知し、エリア番号に応じた暗号演算式を通信端末に選択させて、その暗号演算式を使用暗号演算式として通信端末に登録させる。よって、通信端末で使用する暗号演算式を登録するに際しては、エリア番号を通知するという簡素な形式で演算式設定を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記端末種別確認手段は、前記チャレンジに前記通信端末の端末番号を含ませることにより前記通信端末に前記端末番号の照合を実行させ、当該照合が成立せずに前記レスポンスが前記通信マスタに返信されてこなければ、今度は次番号の前記端末番号を前記チャレンジに付加して前記端末番号の照合を実行させ、この動作を前記レスポンスの返信を受け付けるまで繰り返すことにより、前記通信マスタの通信相手を確認することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、通信相手に対して順番にキー番号を出し、これに応答できるかどうかを見ることにより通信相手を確認する。このため、キー番号を出してその応答の有無を見るという簡単な形式により通信相手を確認することが可能となる。
【００１４】
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、前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能とし、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認するとともに、当該通信端末が登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末ごとに切り換えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
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】
【００１６】
【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】キー登録システム及び暗号演算式切換システムの構成を示すブロック図。
【図３】キー番号と暗号演算式との関連を定義付けるテーブル。
【図４】キー登録動作を示すシーケンスチャート。
【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。
【図６】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】
【００１７】
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６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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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側の演算式として暗号演算式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。
【００２４】
図２に示すように、車両１には、所定の車両キー２を自車両用のキーとして車両１に登録するキー登録システム１７が設けられている。車両キー２は、例えば一家族で１台の車両１を持ち合わせたり、或いは車両キー２を紛失したりしてしまったときのために、１台の車両１に対して複数の車両キー２が登録可能である。本例の場合、例えば第１マスターキー２ａ〜第５マスターキー２ｅ及び第１サブキー２ｆ〜第３サブキー２ｈの合計８本のキーが登録可能となっている。なお、マスターキー２ａ〜２ｅは、車両１の使用が制限されずに全機能が使用可能な位置付けのキーである。また、サブキー２ｆ〜２ｈは、車両１の使用が制限されて所定機能のみしか操作できない位置付けのキーである。なお、キー２（２ａ〜２ｈ）が登録端末に相当する。
【００２５】
イモビライザーＥＣＵ８のメモリ１５には、図３に示すように、車両キー２の登録先としてテーブル１８が設けられている。このテーブル１８は、データ書込領域である登録エリアＥがキー単位で区分けされ、登録される車両キー２の関連データ（トランスポンダコード、キー番号Ｎ）が登録エリアＥの先頭（アドレスの先頭）から登録順に第１登録キー、第２登録キー…として書き込まれる。即ち、第１登録エリアＥ１に登録されるキーが第１登録キーとされ、第２登録エリアＥ２に登録されるキーが第２登録キーとして設定され、以降の登録エリアＥ３〜Ｅ８も同様である。よって、キー２ａ〜２ｈは、登録作業を行った順番で車両１に登録される。本例の場合、テーブル１８には、第５マスターキー２ｅ、第１マスターキー２ａ、第４マスターキー２ｄ、第２サブキー２ｇ、第１サブキー２ｆ、第２マスターキー２ｂ、第３サブキー２ｈ、第３マスターキー２ｃの順でキー登録がなされている。なお、キー番号Ｎが端末種、端末番号を構成する。
【００２６】
図２に示すように、イモビライザーＥＣＵ８には、キー登録システム１７を車両１側において管理する車両側登録実行部１９が設けられている。車両側登録実行部１９は、車両１が車両キー２の登録モードに入ると、車両キー２のトランスポンダ１１と登録通信を実行し、このときに通信状態に入っている車両キー２をテーブル１８に登録する。また、トランスポンダＥＣＵ１２には、キー登録システム１７をキー２側において管理するキー側登録実行部２０が設けられている。キー側登録実行部２０は、車両側登録実行部１９と協同して、車両１への車両キー２の登録動作を実行する。なお、車両側登録実行部１９及びキー側登録実行部２０が登録手段を構成する。
【００２７】
また、車両１には、イモビライザー照合（即ち、チャレンジレスポンス認証）で使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、車両１の登録キーごとに切り換える暗号演算式切換システム２１が設けられている。本例の暗号演算式切換システム２１は、それぞれの登録キーごとに各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用させるシステムであって、例えば第１登録キーの場合には第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を使用し、第２登録キーの場合には第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)を使用するように、登録キーごとにイモビライザー照合（チャレンジレスポンス認証）に使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を切り換えるシステムである。
【００２８】
この場合、トランスポンダＥＣＵ１２には、チャレンジレスポンス認証時にイモビライザーＥＣＵ８から送られてくるキー番号Ｎ（図５及び図６参照）の正否を確認するキー番号照合部２２が設けられている。キー番号Ｎは、車両キー２がマスターキー２ａ〜２ｅ及びサブキー２ｆ〜２ｈのうちどの種のものかを表す情報であって、数ビットのデータ列からなる。また、トランスポンダＥＣＵ１２には、イモビライザーＥＣＵ８から送られてくるチャレンジＳchを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)により演算してレスポンスＳrsを生成するレスポンス演算部２３が設けられている。
【００２９】
また、図３に示すテーブル１８には、それぞれの登録キーごとに各々異なる暗号演算式Ｆ(ｘ)が割り振られている。即ち、これら登録キーには、第１登録キー、第２登録キー…の順で、それぞれ第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)、第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)…が割り振られている。よって、本例の場合、第１登録キーである第５マスターキー２ｅに第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が、第２登録キーである第１マスターキー２ａに第２暗号演算式Ｆ２(ｘ)が、第３登録キーである第４マスターキー２ｄに第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が、第４登録キーである第２サブキー２ｇに第４暗号演算式Ｆ４(ｘ)が、第５登録キーである第１サブキー２ｆに第５暗号演算式Ｆ５(ｘ)が、第６登録キーである第２マスターキー２ｂに第４暗号演算式Ｆ６(ｘ)が、第７登録キーである第３サブキー２ｈに第７暗号演算式Ｆ７(ｘ)が、第８登録キーである第３マスターキー２ｃに第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が各々割り振られている。
【００３０】
一方、車両キー２にも、キーごとで各々異なる暗号演算式Ｆa(ｘ)が登録されている。本例の場合、各トランスポンダ１１には、図２に示すように、車両１と同様に第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)〜第８暗号演算式Ｆ８(ｘ)が予め用意され、この中から特定の１つがキー側登録実行部２０により選び出されて設定される。ところで、登録エリアＥのエリア番号Ｎerと暗号演算式Ｆ(ｘ)とは一義的な関係で設定されているので、車両キー２がイモビライザーＥＣＵ８のテーブル１８に登録される際、このキー登録先のエリア番号Ｎerが分かれば、テーブル１８において車両キー２に登録された暗号演算式Ｆ(ｘ)の番号も分かるはずである。
【００３１】
よって、本例の場合、車両側登録実行部１９は、車両キー２の登録モードの際、キー登録先の登録エリアＥのエリア番号Ｎerをキー側登録実行部２０に通知する。キー側登録実行部２０は、使用エリア番号Ｎerの通知を受け付けると、このエリア番号Ｎerに対応する暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出して、これを使用演算式として設定する。例えば、第５マスターキー２ｅの場合、これはテーブル１８の第１登録エリアＥ１に登録されるので、車両側登録実行部１９は、エリア番号Ｎerとして第１登録エリアＥ１をキー側登録実行部２０に通知する。そして、キー側登録実行部２０は、複数の暗号演算式Ｆ１(ｘ)〜Ｆ８(ｘ)の中からこの第１登録エリアＥ１に対応する演算式Ｆ(ｘ)、即ち第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を選び出し、これを使用暗号演算式として設定する。これにより、第５マスターキー２ｅには、車両１のテーブル１８と同じく第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が登録された状態になる。
【００３２】
また、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２４が設けられている。認証実行部２４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、キー番号Ｎ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の正否を見る認証などの各種動作を実行する。
【００３３】
イモビライザーＥＣＵ８には、チャレンジレスポンス認証の通信相手が何であるか、即ち認証相手の車両キー２の種別を確認するキー種別確認部２５が設けられている。本例の場合、イモビライザー照合時は、チャレンジＳchにキー番号Ｎが含ませられて発信され、このチャレンジＳchに含まれるキー番号Ｎの照合がトランスポンダ１１側において成立してトランスポンダ１１がレスポンスＳrsを返してくるか否かが確認され、これをレスポンスＳrsが返されるまで登録キー順に繰り返される。よって、キー種別確認部２５は、チャレンジＳchに対するレスポンスＳrsの受け付け有無を監視し、レスポンス受け付けを確認すると、このときに発信したチャレンジＳchに含まれていたキー番号Ｎの登録キーを認証相手の車両キー２として認識する。なお、キー種別確認部２５が端末種別確認手段に相当する。
【００３４】
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２６が設けられている。暗号演算式設定部２６は、キー種別確認部２５の確認結果から認証相手を確認し、テーブル１８を参照して通信相手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２６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２６は、この暗号演算式Ｆ(ｘ)で認証実行部２４にレスポンス照合を実行させる。暗号演算式設定部２６が暗号演算式切換手段に相当する。
【００３５】
まずは最初に、イモビライザーＥＣＵ８への車両キー２の登録手順を図４に従って説明する。
例えば、車両１において暗号演算式切換システム２１を車両キー２の登録モードに入れる所定操作が実行されると、キー登録システム１７が登録モードに入って車両側登録実行部１９が起動する。ここで、車両１を車両キー２の登録モードに切り換える一例としては、例えば車両１のドアノブを所定回数及び順序で操作する例が挙げられる。車両側登録実行部１９は、動作モードが登録モードに切り換わると、トランスポンダ１１を起動するために、図４に示すようにコイルアンテナ９から駆動電波ＳvcをＬＦ電波で発信させる。この駆動電波Ｓvcは、イモビライザー照合時にも発信されるトランスポンダ１１の電源となる電波である。
【００３６】
トランスポンダＥＣＵ１２がこの駆動電波Ｓvcを受信すると、キー側登録実行部２０が起動状態に切り換わる。キー側登録実行部２０は、駆動電波Ｓvcを電源に起動状態に入った際、自身に暗号演算式Ｆ(ｘ)が登録されていないことを確認すると、自身の動作モードを登録モードにする。そして、キー側登録実行部２０は、登録モードに入ると、その旨を車両側登録実行部１９に通知すべくアックをＬＦ電波で返信する。車両側登録実行部１９は、車両キー２の登録モードに入って駆動電波Ｓvcを発信した後、所定時間内にアックを受け付けると、トランスポンダ１１が登録モードに入ったことを認識する。
【００３７】
車両側登録実行部１９は、トランスポンダ１１が登録モードに入ったことを確認すると、テーブル１８の登録エリアＥの中でデータ（車両キー２）が書き込まれていないエリア番号Ｎerを、車両キー２の登録先としてＬＦ電波で発信する。例えば、車両１に初めてキー登録する場合には、エリア番号Ｎerとして第１登録エリアＥ１が発信され、仮に第１登録エリアＥ１及び第２登録エリアＥ２が使用済みの場合には、エリア番号Ｎerとして第３登録エリアＥ３が発信される。
【００３８】
キー側登録実行部２０は、イモビライザーＥＣＵ８から発信されたエリア番号Ｎerを受信すると、自身のメモリ１５に登録された暗号演算式Ｆ(ｘ)の中から、エリア番号Ｎerに応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を読み出し、これを設定登録する。例えば第１登録エリアＥ１のエリア番号を受け付けた場合には、第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)が登録され、仮に第３登録エリアＥ３のエリア番号を受け付けた場合には、第３暗号演算式Ｆ３(ｘ)が使用暗号演算式として登録される。キー側登録実行部２０は、キー側の式登録が完了すると、アックをＬＦ電波で返信する。車両側登録実行部１９は、エリア番号Ｎerを発信した後、所定時間内にアックを受け付けると、車両キー２側の暗号演算式の選択が完了したと認識し、このとき選択状態にあるエリア番号Ｎerを登録先として確定する。
【００３９】
車両側登録実行部１９は、車両キー２側の暗号演算式の選択が完了したことを確認すると、今度はトランスポンダコードとキー番号Ｎとを通知させる要求としてキー情報通知要求をトランスポンダ１１に発信する。トランスポンダ１１は、キー情報通知要求を受信すると、自身のトランスポンダコードとキー番号ＮとをイモビライザーＥＣＵ８に返信する。車両側登録実行部１９は、トランスポンダ１１からトランスポンダコードとキー番号Ｎとを受け付けると、確定したエリア番号Ｎerにこれら情報を書き込む。これにより、車両１に登録された車両キー２が、使用暗号演算式が対応付けられた状態で車両１に登録される。
【００４０】
次に、本例の暗号演算式切換システム２１がとる動作を図５及び図６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２４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２４は、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。
【００４１】
認証実行部２４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、このとき通信相手となっているトランスポンダ１１（車両キー２）を特定する動作に入る。本例の場合、認証実行部２４は、まずは最初に、テーブル１８の第１登録キーのキー番号Ｎ、即ちテーブル１８の第１登録エリアＥ１（先頭アドレス）に書き込まれているキー番号Ｎと、チャレンジレスポンス認証用のチャレンジコードとを、本例のチャレンジＳchとしてコイルアンテナ９からＬＦ電波で発信させる。ここでは、第５マスターキー２ｅのキー番号ＮがチャレンジＳchに乗せられる。
【００４２】
キー番号照合部２２は、イモビライザーＥＣＵ８からチャレンジＳchを受信すると、まずはこのチャレンジＳchに含まれるキー番号Ｎを、自身のそれと照らし合わせることによりキー番号照合を行う。このとき、キー番号照合部２２は、イモビライザーＥＣＵ８から受け付けたキー番号Ｎと、トランスポンダＥＣＵ１２のメモリ１４に登録されたキー番号Ｎとを照らし合わせることによりキー番号照合を行う。キー番号照合部２２は、キー番号照合が成立することを確認すると次動作に移行し、キー番号照合が成立しなければ、その時点で照合動作を終了して待機する。
【００４３】
このとき、通信相手の車両キー２が例えば第５マスターキー２ｅであれば、キー番号照合部２２はキー番号照合が成立することを確認する。そして、レスポンス演算部２３は、チャレンジＳch内に含まれるチャレンジコードを、自身が持つ第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)により計算して、レスポンスコードを演算する。レスポンス演算部２３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。
【００４４】
また、キー種別確認部２５は、第５マスターキー２ｅのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchの発信の後、所定時間内にレスポンスＳrsをコイルアンテナ９で受信すると、通信相手の車両キー２が第５マスターキー２ｅであることを認識する。即ち、キー種別確認部２５は、チャレンジＳchを発信した後の所定時間内に、アックとしてレスポンスＳrsを受信できれば、このときにチャレンジＳchに乗せたキー番号Ｎの車両キー２が通信相手であると認識する。そして、キー種別確認部２５は、キー種別確認結果として通信相手が何番目の登録キーであるかを暗号演算式設定部２６に通知する。本例の場合、キー種別確認部２５は、通信相手が第１登録キーであることを暗号演算式設定部２６に通知する。
【００４５】
暗号演算式設定部２６は、キー種別確認部２５からキー種別確認結果を受け付けると、テーブル１８を参照してこのときの通信相手に応じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を選び出し、選び出した暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用暗号演算式として設定する。このとき、暗号演算式設定部２６は、通信相手が第１登録キーであること、即ち第５マスターキー２ｅであることを受け付けるので、第１登録キー用の暗号演算式である第１暗号演算式Ｆ１(ｘ)を使用暗号演算式として設定する。
【００４６】
この暗号演算式設定後、認証実行部２４は、第１暗号演算式Ｆ１(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。そして、認証実行部２４は、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２４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。
【００４７】
一方、例えば図６に示すように、イモビライザーＥＣＵ８から第１登録キー（第５マスターキー２ｅ）のキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchが発信された際、通信相手が第５マスターキー２ｅではないと、イモビライザーＥＣＵ８とトランスポンダＥＣＵ１２とでキー番号Ｎが一致しないので、キー番号照合部２２はキー番号照合の成立を認識しない。このため、トランスポンダＥＣＵ１２は、以降に続く動作、即ちレスポンス演算の動作をとることができず、レスポンスＳrsをイモビライザーＥＣＵ８に返す動作をとらない。
【００４８】
よって、認証実行部２４は、第１登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信しても、所定時間内にこのレスポンスＳrsを受け取ることができないので、次の動作に移り、今度は第２登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信させて、通信相手を確認する。そして、認証実行部２４は、チャレンジ発信の後の所定時間内にレスポンスを受け付けることができなければ、次の登録キーのキー番号Ｎを乗せたチャレンジＳchを発信し、レスポンスＳrsを受け付けるまでこの動作を繰り返し行う。そして、認証実行部２４は、レスポンスＳrsを受け付けることができた番号の登録キーに準じた暗号演算式Ｆ(ｘ)を使用暗号演算式として設定し、レスポンス照合を実行する。
【００４９】
また、認証実行部２４は、チャレンジＳchの発信に際して、自身に登録された８本の車両キー２のキー番号Ｎを全て送っても、トランスポンダ１１からレスポンスＳrsを受け付けることができなければ、通信相手の車両キー２は他車両のキーであると認識して、認証動作を強制終了する。一方、トランスポンダ１１は、駆動電波Ｓvcによる電源が切れた時点で電源オフに戻る。
【００５０】
以上により、本例においては、車両１に複数の車両キー２を登録可能とするとともに、チャレンジレスポンス認証用の暗号演算式Ｆ(ｘ)を登録キーの数に合わせて車両１に複数用意し、この暗号演算式Ｆ(ｘ)を登録キーごとに変更可能とした。このため、例えば１つの暗号演算式Ｆ(ｘ)を複数の車両キー２で共用する場合に比べて、暗号演算式Ｆ(ｘ)の解析を困難にすることが可能となるので、認証を不正に成立させられる心配が少なくなる。よって、車両盗難に対して高いセキュリティ性が確保される。また、車両キー２を登録式としたので、登録順に認証が実行されるので、ユーザの要望に応じた認証順序を設定することが可能となり、ひいてはユーザ満足度を満たすことが可能となる。
【００５１】
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）イモビライザーＥＣＵ８（テーブル１８）に登録されている車両キー２ごとに暗号演算式Ｆ(ｘ)を分けたので、チャレンジレスポンス認証で使用する暗号演算式Ｆ(ｘ)を、登録キーごとに変更することができる。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。
【００５２】
（２）イモビライザーＥＣＵ８とトランスポンダＥＣＵ１２との各々に、予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…を用意しておき、車両キー２を車両１に登録する際に、これら暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…の中のどれを使用するのかを選択する形式をとっている。よって、暗号演算式Ｆ(ｘ)の登録に際して、例えば暗号演算式Ｆ(ｘ)を実際に通信で相手側に飛ばすという形式を用いずに済むので、暗号演算式Ｆ(ｘ)自体が盗聴される状況にならない。よって、暗号演算式Ｆ(ｘ)の不正読み取りを一層生じ難くすることができる。
【００５３】
（３）車両キー２に複数用意された暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…のうちどれを選択設定するのかは、暗号演算式Ｆ(ｘ)の登録時に、イモビライザーＥＣＵ８から登録エリアＥのエリア番号Ｎerを車両キー２に通知することにより実行される。よって、車両キー２における暗号演算式Ｆ(ｘ)の選択設定を、車両１から登録エリアＥのエリア番号Ｎerを車両キー２に通知するという簡素な形式によって実行することができる。
【００５４】
（４）チャレンジレスポンス認証の際、車両キー２に対して順番にキー番号Ｎを出して、これに応答できるか否かを見ることにより、車両キー２がマスターキー２ａ〜２ｅ及びサブキー２ｆ〜２ｈの中のどのキー種であるのかが確認される。このため、キー番号Ｎを出してその応答の有無を見るという簡単な形式で車両キー２の種別を確認することができる。
【００５５】
（５）チャレンジレスポンス認証の際、キー番号Ｎを順番に車両キー２に送って、通信相手を１つずつ順番に確認する。このため、本例のように１つの車両１に対して複数の車両キー２が通信相手として存在する場合であっても、複数の車両キー２が一度に同時に車両１にアクセスするような状況にならずに済むので、認証を問題なく実行させることができる。
【００５６】
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２１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。
【００５７】
・ 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。
【００５８】
・ 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。
【００５９】
・ 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は、必ずしも登録キーと暗号演算式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、要はどのキー番号Ｎ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。
【００６０】
・ 車両キー２の登録は、例えば登録動作時において車両キー２から暗号演算式Ｆ(ｘ)が車両１に向けて発信され、これをキー情報と関連付けて車両１に登録する方式を採用してもよい。
【００６１】
・ 車両キー２には、予め複数の暗号演算式Ｆ(ｘ)，Ｆ(ｘ)…が用意されていることに限定されず、例えば１つのみ用意されている構成を採用してもよい。
・ キー登録システム１７を登録モードにする操作態様は、必ずしもドアノブを用いた形式をとることに限定されず、車両１に設置された他の操作機器を使用してもよし、或いは専用の登録ツールを使用するものでもよい。
【００６２】
・ 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。
【００６３】
・ 登録モードに入った際、車両キー２の種別を確認する方式は、例えば車両キー２に種別を問い合わせて、キー種が何であるかを判定する方式を採用してもよい。
・ 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。
【００６４】
・ 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。
・ 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。
【００６５】
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１〜４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】
【００６６】
２（２ａ〜２ｈ）…登録端末としてのキー、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…テーブル、１９…登録手段を構成する車両側登録実行部、２０…登録手段を構成するキー側登録実行部、２５…端末種別確認手段としてのキー種別確認部、２６…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、Ｎ…端末種、端末番号を構成するキー番号、Ｅ（Ｅ１〜Ｅ８）…登録エリア、Ｎer…エリア番号。
【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、
前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能な登録手段と、
前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認する端末種別確認手段と、
前記端末種別確認手段により割り出された前記通信端末が、前記登録手段により登録された登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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】
前記登録手段は、前記通信マスタ及び前記通信端末の両方において、これら２者の各々に予め用意されている複数の暗号演算式の群の中から特定の同じ１つを選び出し、これを前記認証に使用する演算式として前記２者の各々に設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】
前記登録手段は、前記暗号演算式とエリア番号とが対応付けられた登録エリアを前記通信マスタ側の通信端末の登録先として持ち、前記通信マスタに前記通信端末を登録するに際して、前記登録エリアのエリア番号を前記通信端末に通知することにより、当該エリア番号に準じた暗号演算式を前記通信端末で使用する暗号演算式として登録させ、一方で前記通信マスタにおいては前記エリア番号と当該通信端末とを対応付けて登録することにより、前記通信マスタ側に登録された前記通信端末と前記暗号演算式とを対応付けることを特徴とする請求項２に記載の認証システム。
【請求項４】
前記端末種別確認手段は、前記チャレンジに前記通信端末の端末番号を含ませることにより前記通信端末に前記端末番号の照合を実行させ、当該照合が成立せずに前記レスポンスが前記通信マスタに返信されてこなければ、今度は次番号の前記端末番号を前記チャレンジに付加して前記端末番号の照合を実行させ、この動作を前記レスポンスの返信を受け付けるまで繰り返すことにより、前記通信マスタの通信相手を確認することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の認証システム。
【請求項５】
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、
前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能とし、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認するとともに、当該通信端末が登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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、
前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能な登録手段と、
前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認する端末種別確認手段と、
前記端末種別確認手段により割り出された前記通信端末が、前記登録手段により登録された登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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】
前記登録手段は、前記通信マスタ及び前記通信端末の両方において、これら２者の各々に予め用意されている複数の暗号演算式の群の中から特定の同じ１つを選び出し、これを前記認証に使用する演算式として前記２者の各々に設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】
前記登録手段は、前記暗号演算式とエリア番号とが対応付けられた登録エリアを前記通信マスタ側の通信端末の登録先として持ち、前記通信マスタに前記通信端末を登録するに際して、前記登録エリアのエリア番号を前記通信端末に通知することにより、当該エリア番号に準じた暗号演算式を前記通信端末で使用する暗号演算式として登録させ、一方で前記通信マスタにおいては前記エリア番号と当該通信端末とを対応付けて登録することにより、前記通信マスタ側に登録された前記通信端末と前記暗号演算式とを対応付けることを特徴とする請求項２に記載の認証システム。
【請求項４】
前記端末種別確認手段は、前記チャレンジに前記通信端末の端末番号を含ませることにより前記通信端末に前記端末番号の照合を実行させ、当該照合が成立せずに前記レスポンスが前記通信マスタに返信されてこなければ、今度は次番号の前記端末番号を前記チャレンジに付加して前記端末番号の照合を実行させ、この動作を前記レスポンスの返信を受け付けるまで繰り返すことにより、前記通信マスタの通信相手を確認することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の認証システム。
【請求項５】
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、
前記通信マスタに前記通信端末を前記暗号演算式と対応付けた状態で登録可能とし、前記通信マスタが前記通信端末と認証状態に入った際、そのときに通信相手となっている前記通信端末の端末種を確認するとともに、当該通信端末が登録端末の中のどれであるのかを選び出し、当該選び出した該登録端末に対応した暗号演算式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登録端末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６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５０７４８（Ｐ２０１０−２５０７４８Ａ）
【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２００９−１０２１４３（Ｐ２００９−１０２１４３）
【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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