認証システム
【課題】１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる認証システムを提供する。
【解決手段】複数の制御装置１０…は、入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果を、予め定められた次の制御装置２０…に出力し、全ての制御装置１０…によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果を、制御装置１０…側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０…側で順次行われる各制御装置１０…に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成し、該認証情報ＡＩ１と制御装置１０…側の認証情報ＡＩ２とが一致する場合に、全ての制御装置１０…の正当性を認証する。
【解決手段】複数の制御装置１０…は、入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果を、予め定められた次の制御装置２０…に出力し、全ての制御装置１０…によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果を、制御装置１０…側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０…側で順次行われる各制御装置１０…に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成し、該認証情報ＡＩ１と制御装置１０…側の認証情報ＡＩ２とが一致する場合に、全ての制御装置１０…の正当性を認証する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の認証対象装置の正当性を１つの認証装置によって認証する認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、車両の各種機能を制御する複数の制御装置が搭載されている。複数の制御装置は、それらの間のデータの通信経路となる通信線（バス）にて相互に接続されている。エンジンの始動時には、例えば特許文献１に示されるようなセキュリティチェック方法によってこれらの制御装置が正当なものであるかの確認が行われる。
【０００３】
認証装置は、疑似乱数をもとにチャレンジコードを生成するチャレンジコード生成部を備えている。認証装置は、該チャレンジコードに暗号演算処理を加えることにより認証装置側の認証情報を生成する。また、認証装置は、生成したチャレンジコードを認証対象となる制御装置等の認証対象装置に出力する。該チャレンジコードが入力された認証対象装置は、受信したチャレンジコードに認証装置側と同一の、暗号演算処理を加えその演算結果を認証情報として認証装置に出力する。認証装置は、自身が生成した認証情報と、チェック対象である装置から入力された認証情報とを比較し、それらが一致した場合、チェック対象となっている認証対象装置が正当性を有すると判断し、エンジンの始動を許可する。一方、それらが一致しなかった場合、チェック対象となっている認証対象装置が正当性を有していないと判断し、その旨を報知し、エンジンの始動を許可しない。
【特許文献１】特開２００５−２７６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、車両の多機能化が進んでおり、該多機能化に伴って車両に搭載される制御装置の数、即ち、１回のセキュリティチェックで認証対象となる認証対象装置の数も増加することが考えられる。しかしながら、図４示すように、従来のセキュリティチェック方法は、認証対象装置毎にそれぞれ独立して行われるため、認証対象装置の数に応じた回数だけ、認証装置と認証対象装置との間で通信が行われる。即ち、認証装置は、チェック対象となる認証対象装置の数に応じた回数だけ、チャレンジコードを生成したり、認証情報を比較したりする必要がある。このようなセキュリティチェックは、例えばエンジンが始動されるその都度行われる。従って、エンジン始動操作が行われてから実際にエンジンが始動するまでの間に要する時間を短くし即応性を確保する観点から、これら認証対象装置の正当性を認証するのに要する時間は短い方がよい。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる認証システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、互いに通信による情報の授受を行う複数の装置の何れかである認証装置により、残りの複数の装置である認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、前記認証装置で生成される情報であるチャレンジコードが入力されるとして定められた最初の認証対象装置は、入力された情報に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果を予め定められた次の認証対象装置に出力し、演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の認証対象装置は、自身を含む全ての認証対象装置によってそれらに固有の暗号演算処理が所定の順序で順次加えられた演算結果を認証対象装置側の認証情報として前記認証装置に出力するとともに、前記認証装置は、自身が生成した前記チャレンジコードに、前記認証対象装置側で順次行われる前記各認証対象装置に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより認証装置側の認証情報を生成し、該認証装置側の認証情報と前記最後の認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報とが一致する場合に、全ての認証対象装置の正当性を認証することをその要旨とする。
【０００７】
本発明によれば、認証装置は、自身が生成したチャレンジコードを１つの認証対象装置に出力するだけで、全ての認証対象装置の正当性を判断することができる。また、認証装置は、１つの認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報と、自身が生成した認証装置側の認証情報とを比較するだけで、全ての認証対象装置の正当性を判断することができる。このため、従来の認証対象装置毎にそれぞれ独立した認証を行う認証システムと比較して、認証装置及び認証対象装置間の通信回数を少なくすることができるとともに、チャレンジコードを生成する処理や認証装置側の認証情報と認証対象装置側の認証情報とを比較する処理の回数も少なくすることができる。よって、従来の認証システムと比較して、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、複数の前記認証対象装置は、全ての認証対象装置で共通の暗号アルゴリズムと前記各認証対象装置に固有の暗号鍵とを記憶する認証対象装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと前記認証対象装置に固有の暗号鍵とに基づいて自身に入力された情報に暗号演算処理を加える認証対象装置側演算手段とを備え、前記認証装置は、前記共通の暗号アルゴリズムと各認証対象装置の全ての暗号鍵とを記憶する認証装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと各暗号鍵とに基づいて自身が生成したチャレンジコードに各認証対象装置で行われる暗号演算処理を順次加える認証装置側演算手段とを備えることをその要旨とする。
【０００９】
例えば全ての認証対象装置の間で異なる暗号アルゴリズムにより暗号演算処理が行われる場合、認証装置は、認証装置側の認証情報を生成するために、全ての認証対象装置の暗号アルゴリズム及び暗号鍵を記憶する必要がある。この点、本発明では、複数の認証対象装置との間で共通の暗号アルゴリズムによって暗号演算処理が行われるため、認証装置は、各認証対象装置の暗号鍵以外には共通の暗号アルゴリズムを一種類だけ記憶するのみでよい。よって、認証装置側記憶手段の容量負荷を抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記認証対象装置は、車両に搭載されて同車両の各種機能を制御する制御装置であり、前記認証装置は、前記車両の走行用駆動源の始動操作がなされた場合に、各認証対象装置の認証を実行し、全ての制御装置の正当性を認証したときに前記走行用駆動源の始動を許可することをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、制御装置毎にそれぞれ独立した認証を行う従来の認証システムと比較して、走行用駆動源の始動が許可されるまでに要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することが可能な認証システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、ユーザにより所持される電子キーと車両との間の無線通信を通じてドアの施解錠及びエンジンの始動を行う電子キーシステムが搭載された車両に適用した一実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１に示すように、エンジン始動システム１の照合制御装置１０は、ユーザにより所持される電子キー２との間の無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、この判断結果に基づいて車両Ｖのドアを施解錠する。具体的には、照合制御装置１０には、例えば車両Ｖのドアハンドルに設けられる車室外送信機１０ａと、車両Ｖの室内に設けられる車室内送信機１０ｂと、同じく車両Ｖの室内に設けられる受信機１０ｃとが接続されている。車両Ｖのエンジンが停止し且つドアが施錠された状態である駐車状態において、照合制御装置１０は、車室外送信機１０ａを通じて電子キー２に対する車外照合用の応答要求信号を発信することにより、車両Ｖの周辺に電子キー２の車外通信エリアを形成する。そして、電子キー２を所持するユーザが前記車外通信エリアに進入して当該電子キー２が前記車外照合用の応答要求信号を受信すると、当該電子キー２は当該車外照合用の応答要求信号に対する応答信号を発信する。照合制御装置１０は、受信機１０ｃを通じて前記応答信号を受信すると、自身に登録された識別コードと、前記受信した応答信号に含まれる電子キー２の識別コードとを照合し、照合が成立したときにはドアの解錠又は解錠を許可する。
【００１５】
また、ドアの解錠後、電子キー２を所持するユーザが車両Ｖに乗り込んだとき、照合制御装置１０は、図示しないドアセンサによりこれを検出するとともに、車室内送信機１０ｂを通じて車内照合用の応答要求信号を発信する。これにより、車室内には電子キー２の車内通信エリアが形成される。電子キー２は車内照合用の応答要求信号を受信すると、自身に固有の識別コードを含む車内照合用の応答信号を返信する。照合制御装置１０は、この車内照合用の応答信号を、前記受信機１０ｃを通じて受信すると、当該応答信号に含まれる識別コードの妥当性を判断し、その判断結果、即ち、該電子キー２との間の車内照合が成立したか否かを記憶する。
【００１６】
また、照合制御装置１０には、車室内の図示しないステアリングホイールの近傍に配設されたキースロット１０ｄが接続されている。キースロット１０ｄは、エンジン始動時において電子キー２が挿し込まれる部位であって、例えば電子キー２が半挿し状態となった事を検出する半挿し検出スイッチと、電子キー２が全挿し状態となった事を検出する全挿し検出スイッチとを有する。照合制御装置１０には、イモビライザー通信用のコイルアンテナ１０ｅが接続されている。このコイルアンテナ１０ｅは、キースロット１０ｄの近傍に設けられており、キースロット１０ｄに挿し込まれた電子キー２との間でイモビライザー通信を行う。
【００１７】
電子キー２は、通常は内蔵された図示しない電池を動作電源として作動するところ、当該電池の消耗時に備えてトランスポンダ２ａが設けられている。トランスポンダ２ａは、図示しない制御ＩＣ及び当該制御ＩＣに接続されるコイルアンテナを備えている。制御ＩＣには前記車外照合時及び車内照合時に使用される識別コードとは異なる識別コード（トランスポンダコード）が記憶されている。トランスポンダ２ａは、キースロット１０ｄの近傍に設けられたコイルアンテナ１０ｅが発する駆動電波（電磁界）を動作電力として起動して前記制御ＩＣに記憶された識別コードを自動送信する。
【００１８】
また、照合制御装置１０には、車載電装品の電源を管理する電源制御装置２０がバス（多重通信線）Ｂを通じて相互に接続されている。また、照合制御装置１０には、シフトロックの施解錠を制御するシフトロック制御装置３０と、ステアリングロックの施解錠を制御するステアリングロック制御装置４０と、エンジンの始動を制御するエンジン制御装置５０とが前記バスＢを通じて相互に接続されている。また、照合制御装置１０には、各制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証する認証装置としての多機間照合装置６０が、前記バスＢを通じて相互に接続されている。なお、照合制御装置１０、電源制御装置２０、シフトロック制御装置３０、ステアリングロック制御装置４０及びエンジン制御装置５０が認証対象装置に相当する。
【００１９】
電源制御装置２０には、前記キースロット１０ｄと同様に車室内の図示しないステアリングホイールの近傍に配設されたプッシュスイッチＳＷが接続されている。このプッシュスイッチＳＷは、押下操作式のスイッチであって、シフトレバーが駐車位置の際、ブレーキペダルを踏み込んだ状態で押下操作されると、電源制御装置２０は、照合制御装置１０に車内照合の結果を確認する。照合制御装置１０は、この要求を受けて、上述した電子キー２との間の車内照合が成立しているか否かを確認し、車内照合の結果を応答する。このとき、車内照合が成立している場合、照合制御装置１０は、多機間照合の要求を多機間照合装置６０に出力する。一方、車内照合が成立していない場合、照合制御装置１０は、多機間照合の要求を多機間照合装置６０に出力しない。
【００２０】
シフトロック制御装置３０には、シフトロックを施解錠動作させる際の駆動源となるシフトロックモータＭ１が接続されている。シフトロック制御装置３０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてシフトロックモータＭ１を駆動し、シフトロックを施解錠する。ステアリングロック制御装置４０には、ステアリングロックを施解錠動作させる際の駆動源となるステアリングロックモータＭ２が接続されている。ステアリングロック制御装置４０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてステアリングロックモータＭ２を駆動し、ステアリングロックを施解錠する。エンジン制御装置５０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてエンジンＥの点火制御及び燃料噴射制御を行う。なお、エンジンＥが走行用駆動源に相当する。
【００２１】
多機間照合装置６０は、照合制御装置１０からの多機関照合の要求を受けて、制御装置１０，２０，…，５０との間の通信による秘匿性を有する情報の授受を通じて、それらの正当性を認証する多機間照合を行う。多機間照合装置６０は、この多機間照合が成立していることを条件に、電源制御装置２０にシフトロックモータＭ１に対する電源の供給を許可するとともに、シフトロック制御装置３０にシフトロックの解錠を許可する。また、照合制御装置１０は、前記多機間照合が成立していることを条件に、電源制御装置２０にステアリングロックモータＭ２に対する電源の供給を許可するとともに、ステアリングロック制御装置４０にステアリングロックの解錠を許可する。また、多機間照合装置６０は、前記多機間照合が成立していることを条件に、エンジン制御装置５０にエンジンＥの始動を許可する。即ち、この多機関照合が成立すると、各制御装置２０，３０，４０，５０が次の動作に移行することが可能な状態となり、エンジンＥの始動が許可される。
【００２２】
図２に示すように、多機間照合装置６０には、認証装置側記憶手段としてのメモリ６１と、疑似乱数等のチャレンジコードＣ０を生成するチャレンジコード生成部６２と、該チャレンジコードＣ０に暗号演算処理を加える認証装置側演算手段としての暗号演算部６３と、認証部６４とが設けられている。メモリ６１には、暗号アルゴリズムと各制御装置１０，２０，…，５０の全ての暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とが登録されている。なお、このメモリ６１に登録された暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５は、工場での製造時に予め登録されるものである。
【００２３】
一方、各制御装置１０，２０，…，５０は、認証対象装置側記憶手段としてのメモリ１１，２１，…，５１と、認証対象装置側演算手段としての暗号演算部１２，２２，…，５２とをそれぞれ備えている。各制御装置１０，２０，…，５０のメモリ１１，２１，…，５１には、全ての制御装置１０，２０，…，５０で共通の暗号アルゴリズムＡと前記制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とがそれぞれ登録されている。なお、これらのメモリ１１，２１，…，５１に登録された暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５は、工場での製造時に予め登録されるものである。
【００２４】
図３に示すように、多機間照合の要求を受けた多機間照合装置６０は、チャレンジコード生成部６２でチャレンジコードＣ０を生成し、該生成したチャレンジコードＣ０を、予め定められた１つの制御装置１０に出力する。各制御装置１０，２０，…，５０の暗号演算部１２，２２，…，５２は、自身に入力された情報に対して、対応する制御装置１０，２０，…，５０のメモリ１１，２１，…，５１に登録されている暗号アルゴリズムＡと、暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とに基づく自身に固有の暗号演算処理を加える。多機間照合装置６０で生成される情報であるチャレンジコードＣ０が入力されるとして定められた最初の制御装置１０は、入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果Ｃ１を、予め定められた次の１つの認証対象装置に出力する。そして、最初の制御装置１０を除く制御装置２０，３０，４０は、入力された前の制御装置１０，２０，３０の演算結果Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を、予め定められた次の制御装置３０，４０，５０に出力する。そして、制御装置１０，２０，…，５０側で演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の制御装置５０は、入力された演算結果Ｃ４に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果、即ち、自身を含む全ての制御装置１０，２０，…，５０によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果Ｃ５を、認証対象装置側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。
【００２５】
一方、多機間照合装置６０の暗号演算部６３は、メモリ６１に登録されている暗号アルゴリズムＡと各制御装置１０，２０，…，５０の暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とに基づいて、生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。多機間照合装置６０の認証部６４は、自身が生成したチャレンジコードＣ０を出力してから所定時間の間に制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２が入力された場合、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較する。そして、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較した結果、それらが一致すると判断した場合、多機間照合装置６０は、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証し、多機間照合が成立した旨を照合制御装置１０に応答する。一方、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較した結果、それらが一致しないと判断した場合、多機間照合装置６０は、認証が不成立と判断し、多機間照合が成立しなかった旨を照合制御装置１０に応答する。なお、自身が生成したチャレンジコードＣ０を出力してから所定時間の間に制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２が入力されなかった場合も、多機間照合装置６０は、認証が不成立と判断し、多機間照合が成立しなかった旨を照合制御装置１０に応答する。
【００２６】
次に、前述のように構成したエンジン始動システムの動作を説明する。なお、ユーザに所持される電子キー２が車両Ｖの周辺に形成される車外通信エリアに進入した場合、車両Ｖの照合制御装置１０は、電子キー２との間の無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、妥当である旨判断したときには車両Ｖのドアを解錠又は解錠を許可する。これにより、ユーザは車両Ｖに乗り込むことができる。
【００２７】
さて、電子キー２を所持するユーザがドアを開けて車両Ｖの室内に乗り込んだ際、照合制御装置１０は電子キー２との間の相互無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、妥当である旨判断したときには電子キー２が車両Ｖの室内に存在するとして当該判断結果を一時的に記憶する。そして、電源制御装置２０は、シフトレバーが駐車位置に保持されている旨を検出している状態で、図示しないブレーキペダルの踏み込み操作及びプッシュスイッチＳＷの押圧操作を検出した場合には、照合制御装置１０に車内照合結果の確認を要求する。照合制御装置１０は、この要請を受けて、電子キー２との間の車内照合が成立しているか否かを確認し、車内照合が成立していることを条件に、多機間照合の開始を多機間照合装置６０に要求する。
【００２８】
図３に示すように、多機間照合開始の要求を受け付けた多機間照合装置６０は、先ず、チャレンジコード生成部６２で今回の多機間照合のためのチャレンジコードＣ０を生成する。そして、多機間照合装置６０は、生成したチャレンジコードＣ０を照合制御装置１０に出力する。また、多機間照合装置６０は、生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより、多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。具体的には、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に照合制御装置１０に固有の暗号演算処理と、電源制御装置２０に固有の暗号演算処理と、シフトロック制御装置３０に固有の暗号演算処理と、ステアリングロック制御装置４０に固有の暗号演算処理と、エンジン制御装置５０に固有の暗号演算処理とを、この順番で加える。そして、多機間照合装置６０は、この演算結果（Ｃ５）を多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１として記憶する。
【００２９】
多機間照合装置６０から出力されたチャレンジコードＣ０が照合制御装置１０に入力されると、照合制御装置１０は、入力されたチャレンジコードＣ０に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ１を、同電源制御装置２０に出力する。この演算結果Ｃ１が電源制御装置２０に入力されると、電源制御装置２０は、入力された演算結果Ｃ１に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ２を、シフトロック制御装置３０に出力する。この演算結果Ｃ２がシフトロック制御装置３０に入力されると、シフトロック制御装置３０は、入力された演算結果Ｃ２に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ３をステアリングロック制御装置４０に出力する。この演算結果Ｃ３がステアリングロック制御装置４０に入力されると、ステアリングロック制御装置４０は、入力された演算結果Ｃ３に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ４を、エンジン制御装置５０に出力する。この演算結果Ｃ４がエンジン制御装置５０に入力されると、エンジン制御装置５０は、入力された演算結果Ｃ４に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果（Ｃ５）を認証装置側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。
【００３０】
この認証情報ＡＩ２が多機間照合装置６０に入力されると、多機間照合装置６０は、自身が生成した認証情報ＡＩ１とエンジン制御装置５０から取得した認証情報ＡＩ２とを比較する。全ての制御装置１０，２０，３０，４０，５０が正規のものである場合、２つの認証情報ＡＩ１，ＡＩ２は、同一のチャレンジコードＣ０に同一の暗号演算処理が加えられることにより生成されたものであるため、それらは一致する。よって、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証され、エンジンＥの始動が許可される。
【００３１】
ここで、例えばシフトロック制御装置３０が不正なものであり、当該不正なシフトロック制御装置において正規のシフトロック制御装置３０とは異なる演算処理が行われたり、当該不正なシフトロック制御装置の演算結果が制御装置側の認証情報として多機間照合装置６０に出力されたりした場合を想定する。この場合、多機間照合装置６０がチャレンジコードＣ０に加えた暗号演算処理と、制御装置１０，２０，…，５０側が多機間照合装置６０から出力されたチャレンジコードＣ０に加えた暗号演算処理とが一部異なるため、多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と、制御ユニット側の認証情報ＡＩ２とが一致しない。これにより、多機間照合装置６０は、何れかの制御装置１０，２０，…，５０が不正なものであることを検知することができる。よって、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証されず、エンジンＥの始動が許可されない。なお、例えば当該不正なシフトロック制御装置の演算結果が次の制御装置（この場合、ステアリングロック制御装置４０）に出力されなかった場合を想定する。この場合、制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２は、多機間照合装置６０に入力されない。これにより、多機間照合装置６０は、何れかの制御装置１０，２０，…，５０が不正なものであることを検知することができる。よって、この場合も全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証されず、エンジンＥの始動が許可されない。
【００３２】
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）多機間照合装置６０で生成されるチャレンジコードＣ０が入力されるとして定められた最初の制御装置１０は、該制御装置１０に入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果Ｃ１を、予め定められた次の制御装置２０，３０，…，５０に出力する。また、制御装置１０，２０，…，５０での演算結果Ｃ１〜Ｃ４が入力されるとして定められた最後の制御装置５０は、自身を含む全ての制御装置１０，２０，…，５０によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果Ｃ５を、制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。一方、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる各制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。そして、多機間照合装置６０は、自身が生成した多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とが一致する場合に、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証する。
【００３３】
このため、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０を１つの制御装置１０に出力するだけで、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を判断することができる。また、多機間照合装置６０は、１つの制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２と、自身が生成した多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１とを比較するだけで、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を判断することができる。このため、従来の制御装置１０，２０，…，５０毎にそれぞれ独立した認証を行う認証システムと比較して、認証装置及び制御装置１０，２０，…，５０間の通信回数を少なくすることができるとともに、チャレンジコードＣ０を生成する処理や多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較する処理の回数も少なくすることができる。よって、従来の認証システムと比較して、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる。よって、制御装置１０，２０，…，５０毎にそれぞれ独立した認証を行う従来の認証システム（図４参照）と比較して、走行用駆動源の始動が許可されるまでに要する時間を短縮することができる。
【００３４】
（２）また、多機間照合装置６０及び制御装置１０，２０，…，５０間の通信回数を少なくすることができるため、例えばノイズ等の外乱が認証情報ＡＩ２、チャレンジコードＣ０及び演算結果Ｃ１〜Ｃ４の通信に及ぼす影響を好適に抑制することができる。
【００３５】
（３）複数の制御装置１０，２０，…，５０との間で共通の暗号アルゴリズムＡによって暗号演算処理が行われるため、多機間照合装置６０は、各制御装置１０，２０，…，５０の暗号鍵以外には共通の暗号アルゴリズムＡを一種類だけ記憶するのみでよい。よって、メモリ６１の容量負荷を抑えることができる。なお、例えば全ての制御装置１０，２０，…，５０の間で異なる暗号アルゴリズムＡにより暗号演算処理が行われる場合、多機間照合装置６０は、多機間照合装置６０側の認証情報を生成するために、全ての制御装置１０，２０，…，５０の暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵を記憶する必要があるため、メモリ６１の容量負荷が大きくなってしまう。
【００３６】
尚、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、各制御装置１０，２０，…，５０は共通の暗号アルゴリズムＡに基づいて暗号演算処理を行うようにしたが、例えば制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号アルゴリズムに基づいて暗号演算処理を行うようにしてもよい。なお、この場合、多機間照合装置６０に各制御装置１０，２０，…，５０の全ての暗号アルゴリズムと暗号鍵とを登録する。多機間照合装置６０のメモリ６１の容量を確保することが可能であれば、このような構成も採用できる。
【００３７】
・上記実施の形態では、制御装置１０，２０，…，５０とは別に、多機間照合を行う多機間照合装置６０を設けたが、何れか１つの制御装置１０，２０，…，５０が、多機間照合を行うようにしてもよい。
【００３８】
・上記実施の形態では、１回の多機間照合により、認証対象となっている全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を確認するようにしたが、このような態様に限定されず、多機間照合を複数回行うことにより、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を確認するようにしてもよい。なお、この場合、１回の多機間照合において２つ以上の制御装置を認証対象として多機間照合を行う。
【００３９】
・上記実施の形態では、エンジンＥを走行用駆動源とする車両Ｖに具体化したが、例えばモータを走行用駆動源とする車両に具体化してもよい。
・上記実施の形態では、車両Ｖに搭載され同車両ＶのエンジンＥを始動する際に多機間照合を行う認証システムとして具体化したが、このような態様に限定されず、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであれば、車両Ｖに搭載されるシステムに限らず適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態のエンジン始動システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施の形態の認証システムの概略構成を示すブロック図。
【図３】本実施の形態の認証システムにおける多機間照合を説明するための動作フロー図。
【図４】従来の認証システムにおける多機間照合を説明するための動作フロー図。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０，３０，４０，５０…認証対象装置としての制御装置、１１，２１，３１，４１，５１…認証対象装置側記憶手段としてのメモリ、１２，２２，３２，４２，５２…認証対象装置側演算手段としての暗号演算部、６０…認証装置としての多機間照合装置、６１…認証装置側記憶手段としてのメモリ、６３…認証装置側演算手段としての暗号演算部、Ａ…暗号アルゴリズム、Ｅ…走行用駆動源としてのエンジン、Ｖ…車両、Ｃ０…チャレンジコード、ＡＩ１，ＡＩ２…認証情報、ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５…暗号鍵。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の認証対象装置の正当性を１つの認証装置によって認証する認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、車両の各種機能を制御する複数の制御装置が搭載されている。複数の制御装置は、それらの間のデータの通信経路となる通信線（バス）にて相互に接続されている。エンジンの始動時には、例えば特許文献１に示されるようなセキュリティチェック方法によってこれらの制御装置が正当なものであるかの確認が行われる。
【０００３】
認証装置は、疑似乱数をもとにチャレンジコードを生成するチャレンジコード生成部を備えている。認証装置は、該チャレンジコードに暗号演算処理を加えることにより認証装置側の認証情報を生成する。また、認証装置は、生成したチャレンジコードを認証対象となる制御装置等の認証対象装置に出力する。該チャレンジコードが入力された認証対象装置は、受信したチャレンジコードに認証装置側と同一の、暗号演算処理を加えその演算結果を認証情報として認証装置に出力する。認証装置は、自身が生成した認証情報と、チェック対象である装置から入力された認証情報とを比較し、それらが一致した場合、チェック対象となっている認証対象装置が正当性を有すると判断し、エンジンの始動を許可する。一方、それらが一致しなかった場合、チェック対象となっている認証対象装置が正当性を有していないと判断し、その旨を報知し、エンジンの始動を許可しない。
【特許文献１】特開２００５−２７６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、車両の多機能化が進んでおり、該多機能化に伴って車両に搭載される制御装置の数、即ち、１回のセキュリティチェックで認証対象となる認証対象装置の数も増加することが考えられる。しかしながら、図４示すように、従来のセキュリティチェック方法は、認証対象装置毎にそれぞれ独立して行われるため、認証対象装置の数に応じた回数だけ、認証装置と認証対象装置との間で通信が行われる。即ち、認証装置は、チェック対象となる認証対象装置の数に応じた回数だけ、チャレンジコードを生成したり、認証情報を比較したりする必要がある。このようなセキュリティチェックは、例えばエンジンが始動されるその都度行われる。従って、エンジン始動操作が行われてから実際にエンジンが始動するまでの間に要する時間を短くし即応性を確保する観点から、これら認証対象装置の正当性を認証するのに要する時間は短い方がよい。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる認証システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、互いに通信による情報の授受を行う複数の装置の何れかである認証装置により、残りの複数の装置である認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、前記認証装置で生成される情報であるチャレンジコードが入力されるとして定められた最初の認証対象装置は、入力された情報に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果を予め定められた次の認証対象装置に出力し、演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の認証対象装置は、自身を含む全ての認証対象装置によってそれらに固有の暗号演算処理が所定の順序で順次加えられた演算結果を認証対象装置側の認証情報として前記認証装置に出力するとともに、前記認証装置は、自身が生成した前記チャレンジコードに、前記認証対象装置側で順次行われる前記各認証対象装置に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより認証装置側の認証情報を生成し、該認証装置側の認証情報と前記最後の認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報とが一致する場合に、全ての認証対象装置の正当性を認証することをその要旨とする。
【０００７】
本発明によれば、認証装置は、自身が生成したチャレンジコードを１つの認証対象装置に出力するだけで、全ての認証対象装置の正当性を判断することができる。また、認証装置は、１つの認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報と、自身が生成した認証装置側の認証情報とを比較するだけで、全ての認証対象装置の正当性を判断することができる。このため、従来の認証対象装置毎にそれぞれ独立した認証を行う認証システムと比較して、認証装置及び認証対象装置間の通信回数を少なくすることができるとともに、チャレンジコードを生成する処理や認証装置側の認証情報と認証対象装置側の認証情報とを比較する処理の回数も少なくすることができる。よって、従来の認証システムと比較して、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、複数の前記認証対象装置は、全ての認証対象装置で共通の暗号アルゴリズムと前記各認証対象装置に固有の暗号鍵とを記憶する認証対象装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと前記認証対象装置に固有の暗号鍵とに基づいて自身に入力された情報に暗号演算処理を加える認証対象装置側演算手段とを備え、前記認証装置は、前記共通の暗号アルゴリズムと各認証対象装置の全ての暗号鍵とを記憶する認証装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと各暗号鍵とに基づいて自身が生成したチャレンジコードに各認証対象装置で行われる暗号演算処理を順次加える認証装置側演算手段とを備えることをその要旨とする。
【０００９】
例えば全ての認証対象装置の間で異なる暗号アルゴリズムにより暗号演算処理が行われる場合、認証装置は、認証装置側の認証情報を生成するために、全ての認証対象装置の暗号アルゴリズム及び暗号鍵を記憶する必要がある。この点、本発明では、複数の認証対象装置との間で共通の暗号アルゴリズムによって暗号演算処理が行われるため、認証装置は、各認証対象装置の暗号鍵以外には共通の暗号アルゴリズムを一種類だけ記憶するのみでよい。よって、認証装置側記憶手段の容量負荷を抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記認証対象装置は、車両に搭載されて同車両の各種機能を制御する制御装置であり、前記認証装置は、前記車両の走行用駆動源の始動操作がなされた場合に、各認証対象装置の認証を実行し、全ての制御装置の正当性を認証したときに前記走行用駆動源の始動を許可することをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、制御装置毎にそれぞれ独立した認証を行う従来の認証システムと比較して、走行用駆動源の始動が許可されるまでに要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することが可能な認証システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、ユーザにより所持される電子キーと車両との間の無線通信を通じてドアの施解錠及びエンジンの始動を行う電子キーシステムが搭載された車両に適用した一実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１に示すように、エンジン始動システム１の照合制御装置１０は、ユーザにより所持される電子キー２との間の無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、この判断結果に基づいて車両Ｖのドアを施解錠する。具体的には、照合制御装置１０には、例えば車両Ｖのドアハンドルに設けられる車室外送信機１０ａと、車両Ｖの室内に設けられる車室内送信機１０ｂと、同じく車両Ｖの室内に設けられる受信機１０ｃとが接続されている。車両Ｖのエンジンが停止し且つドアが施錠された状態である駐車状態において、照合制御装置１０は、車室外送信機１０ａを通じて電子キー２に対する車外照合用の応答要求信号を発信することにより、車両Ｖの周辺に電子キー２の車外通信エリアを形成する。そして、電子キー２を所持するユーザが前記車外通信エリアに進入して当該電子キー２が前記車外照合用の応答要求信号を受信すると、当該電子キー２は当該車外照合用の応答要求信号に対する応答信号を発信する。照合制御装置１０は、受信機１０ｃを通じて前記応答信号を受信すると、自身に登録された識別コードと、前記受信した応答信号に含まれる電子キー２の識別コードとを照合し、照合が成立したときにはドアの解錠又は解錠を許可する。
【００１５】
また、ドアの解錠後、電子キー２を所持するユーザが車両Ｖに乗り込んだとき、照合制御装置１０は、図示しないドアセンサによりこれを検出するとともに、車室内送信機１０ｂを通じて車内照合用の応答要求信号を発信する。これにより、車室内には電子キー２の車内通信エリアが形成される。電子キー２は車内照合用の応答要求信号を受信すると、自身に固有の識別コードを含む車内照合用の応答信号を返信する。照合制御装置１０は、この車内照合用の応答信号を、前記受信機１０ｃを通じて受信すると、当該応答信号に含まれる識別コードの妥当性を判断し、その判断結果、即ち、該電子キー２との間の車内照合が成立したか否かを記憶する。
【００１６】
また、照合制御装置１０には、車室内の図示しないステアリングホイールの近傍に配設されたキースロット１０ｄが接続されている。キースロット１０ｄは、エンジン始動時において電子キー２が挿し込まれる部位であって、例えば電子キー２が半挿し状態となった事を検出する半挿し検出スイッチと、電子キー２が全挿し状態となった事を検出する全挿し検出スイッチとを有する。照合制御装置１０には、イモビライザー通信用のコイルアンテナ１０ｅが接続されている。このコイルアンテナ１０ｅは、キースロット１０ｄの近傍に設けられており、キースロット１０ｄに挿し込まれた電子キー２との間でイモビライザー通信を行う。
【００１７】
電子キー２は、通常は内蔵された図示しない電池を動作電源として作動するところ、当該電池の消耗時に備えてトランスポンダ２ａが設けられている。トランスポンダ２ａは、図示しない制御ＩＣ及び当該制御ＩＣに接続されるコイルアンテナを備えている。制御ＩＣには前記車外照合時及び車内照合時に使用される識別コードとは異なる識別コード（トランスポンダコード）が記憶されている。トランスポンダ２ａは、キースロット１０ｄの近傍に設けられたコイルアンテナ１０ｅが発する駆動電波（電磁界）を動作電力として起動して前記制御ＩＣに記憶された識別コードを自動送信する。
【００１８】
また、照合制御装置１０には、車載電装品の電源を管理する電源制御装置２０がバス（多重通信線）Ｂを通じて相互に接続されている。また、照合制御装置１０には、シフトロックの施解錠を制御するシフトロック制御装置３０と、ステアリングロックの施解錠を制御するステアリングロック制御装置４０と、エンジンの始動を制御するエンジン制御装置５０とが前記バスＢを通じて相互に接続されている。また、照合制御装置１０には、各制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証する認証装置としての多機間照合装置６０が、前記バスＢを通じて相互に接続されている。なお、照合制御装置１０、電源制御装置２０、シフトロック制御装置３０、ステアリングロック制御装置４０及びエンジン制御装置５０が認証対象装置に相当する。
【００１９】
電源制御装置２０には、前記キースロット１０ｄと同様に車室内の図示しないステアリングホイールの近傍に配設されたプッシュスイッチＳＷが接続されている。このプッシュスイッチＳＷは、押下操作式のスイッチであって、シフトレバーが駐車位置の際、ブレーキペダルを踏み込んだ状態で押下操作されると、電源制御装置２０は、照合制御装置１０に車内照合の結果を確認する。照合制御装置１０は、この要求を受けて、上述した電子キー２との間の車内照合が成立しているか否かを確認し、車内照合の結果を応答する。このとき、車内照合が成立している場合、照合制御装置１０は、多機間照合の要求を多機間照合装置６０に出力する。一方、車内照合が成立していない場合、照合制御装置１０は、多機間照合の要求を多機間照合装置６０に出力しない。
【００２０】
シフトロック制御装置３０には、シフトロックを施解錠動作させる際の駆動源となるシフトロックモータＭ１が接続されている。シフトロック制御装置３０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてシフトロックモータＭ１を駆動し、シフトロックを施解錠する。ステアリングロック制御装置４０には、ステアリングロックを施解錠動作させる際の駆動源となるステアリングロックモータＭ２が接続されている。ステアリングロック制御装置４０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてステアリングロックモータＭ２を駆動し、ステアリングロックを施解錠する。エンジン制御装置５０は、多機間照合装置６０による多機間照合の照合結果に基づいてエンジンＥの点火制御及び燃料噴射制御を行う。なお、エンジンＥが走行用駆動源に相当する。
【００２１】
多機間照合装置６０は、照合制御装置１０からの多機関照合の要求を受けて、制御装置１０，２０，…，５０との間の通信による秘匿性を有する情報の授受を通じて、それらの正当性を認証する多機間照合を行う。多機間照合装置６０は、この多機間照合が成立していることを条件に、電源制御装置２０にシフトロックモータＭ１に対する電源の供給を許可するとともに、シフトロック制御装置３０にシフトロックの解錠を許可する。また、照合制御装置１０は、前記多機間照合が成立していることを条件に、電源制御装置２０にステアリングロックモータＭ２に対する電源の供給を許可するとともに、ステアリングロック制御装置４０にステアリングロックの解錠を許可する。また、多機間照合装置６０は、前記多機間照合が成立していることを条件に、エンジン制御装置５０にエンジンＥの始動を許可する。即ち、この多機関照合が成立すると、各制御装置２０，３０，４０，５０が次の動作に移行することが可能な状態となり、エンジンＥの始動が許可される。
【００２２】
図２に示すように、多機間照合装置６０には、認証装置側記憶手段としてのメモリ６１と、疑似乱数等のチャレンジコードＣ０を生成するチャレンジコード生成部６２と、該チャレンジコードＣ０に暗号演算処理を加える認証装置側演算手段としての暗号演算部６３と、認証部６４とが設けられている。メモリ６１には、暗号アルゴリズムと各制御装置１０，２０，…，５０の全ての暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とが登録されている。なお、このメモリ６１に登録された暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５は、工場での製造時に予め登録されるものである。
【００２３】
一方、各制御装置１０，２０，…，５０は、認証対象装置側記憶手段としてのメモリ１１，２１，…，５１と、認証対象装置側演算手段としての暗号演算部１２，２２，…，５２とをそれぞれ備えている。各制御装置１０，２０，…，５０のメモリ１１，２１，…，５１には、全ての制御装置１０，２０，…，５０で共通の暗号アルゴリズムＡと前記制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とがそれぞれ登録されている。なお、これらのメモリ１１，２１，…，５１に登録された暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５は、工場での製造時に予め登録されるものである。
【００２４】
図３に示すように、多機間照合の要求を受けた多機間照合装置６０は、チャレンジコード生成部６２でチャレンジコードＣ０を生成し、該生成したチャレンジコードＣ０を、予め定められた１つの制御装置１０に出力する。各制御装置１０，２０，…，５０の暗号演算部１２，２２，…，５２は、自身に入力された情報に対して、対応する制御装置１０，２０，…，５０のメモリ１１，２１，…，５１に登録されている暗号アルゴリズムＡと、暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とに基づく自身に固有の暗号演算処理を加える。多機間照合装置６０で生成される情報であるチャレンジコードＣ０が入力されるとして定められた最初の制御装置１０は、入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果Ｃ１を、予め定められた次の１つの認証対象装置に出力する。そして、最初の制御装置１０を除く制御装置２０，３０，４０は、入力された前の制御装置１０，２０，３０の演算結果Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を、予め定められた次の制御装置３０，４０，５０に出力する。そして、制御装置１０，２０，…，５０側で演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の制御装置５０は、入力された演算結果Ｃ４に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果、即ち、自身を含む全ての制御装置１０，２０，…，５０によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果Ｃ５を、認証対象装置側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。
【００２５】
一方、多機間照合装置６０の暗号演算部６３は、メモリ６１に登録されている暗号アルゴリズムＡと各制御装置１０，２０，…，５０の暗号鍵ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５とに基づいて、生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。多機間照合装置６０の認証部６４は、自身が生成したチャレンジコードＣ０を出力してから所定時間の間に制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２が入力された場合、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較する。そして、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較した結果、それらが一致すると判断した場合、多機間照合装置６０は、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証し、多機間照合が成立した旨を照合制御装置１０に応答する。一方、自身が生成した認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較した結果、それらが一致しないと判断した場合、多機間照合装置６０は、認証が不成立と判断し、多機間照合が成立しなかった旨を照合制御装置１０に応答する。なお、自身が生成したチャレンジコードＣ０を出力してから所定時間の間に制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２が入力されなかった場合も、多機間照合装置６０は、認証が不成立と判断し、多機間照合が成立しなかった旨を照合制御装置１０に応答する。
【００２６】
次に、前述のように構成したエンジン始動システムの動作を説明する。なお、ユーザに所持される電子キー２が車両Ｖの周辺に形成される車外通信エリアに進入した場合、車両Ｖの照合制御装置１０は、電子キー２との間の無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、妥当である旨判断したときには車両Ｖのドアを解錠又は解錠を許可する。これにより、ユーザは車両Ｖに乗り込むことができる。
【００２７】
さて、電子キー２を所持するユーザがドアを開けて車両Ｖの室内に乗り込んだ際、照合制御装置１０は電子キー２との間の相互無線通信を通じて当該電子キー２の妥当性を判断し、妥当である旨判断したときには電子キー２が車両Ｖの室内に存在するとして当該判断結果を一時的に記憶する。そして、電源制御装置２０は、シフトレバーが駐車位置に保持されている旨を検出している状態で、図示しないブレーキペダルの踏み込み操作及びプッシュスイッチＳＷの押圧操作を検出した場合には、照合制御装置１０に車内照合結果の確認を要求する。照合制御装置１０は、この要請を受けて、電子キー２との間の車内照合が成立しているか否かを確認し、車内照合が成立していることを条件に、多機間照合の開始を多機間照合装置６０に要求する。
【００２８】
図３に示すように、多機間照合開始の要求を受け付けた多機間照合装置６０は、先ず、チャレンジコード生成部６２で今回の多機間照合のためのチャレンジコードＣ０を生成する。そして、多機間照合装置６０は、生成したチャレンジコードＣ０を照合制御装置１０に出力する。また、多機間照合装置６０は、生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより、多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。具体的には、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に照合制御装置１０に固有の暗号演算処理と、電源制御装置２０に固有の暗号演算処理と、シフトロック制御装置３０に固有の暗号演算処理と、ステアリングロック制御装置４０に固有の暗号演算処理と、エンジン制御装置５０に固有の暗号演算処理とを、この順番で加える。そして、多機間照合装置６０は、この演算結果（Ｃ５）を多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１として記憶する。
【００２９】
多機間照合装置６０から出力されたチャレンジコードＣ０が照合制御装置１０に入力されると、照合制御装置１０は、入力されたチャレンジコードＣ０に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ１を、同電源制御装置２０に出力する。この演算結果Ｃ１が電源制御装置２０に入力されると、電源制御装置２０は、入力された演算結果Ｃ１に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ２を、シフトロック制御装置３０に出力する。この演算結果Ｃ２がシフトロック制御装置３０に入力されると、シフトロック制御装置３０は、入力された演算結果Ｃ２に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ３をステアリングロック制御装置４０に出力する。この演算結果Ｃ３がステアリングロック制御装置４０に入力されると、ステアリングロック制御装置４０は、入力された演算結果Ｃ３に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果Ｃ４を、エンジン制御装置５０に出力する。この演算結果Ｃ４がエンジン制御装置５０に入力されると、エンジン制御装置５０は、入力された演算結果Ｃ４に自身に固有の暗号演算処理を加え、その演算結果（Ｃ５）を認証装置側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。
【００３０】
この認証情報ＡＩ２が多機間照合装置６０に入力されると、多機間照合装置６０は、自身が生成した認証情報ＡＩ１とエンジン制御装置５０から取得した認証情報ＡＩ２とを比較する。全ての制御装置１０，２０，３０，４０，５０が正規のものである場合、２つの認証情報ＡＩ１，ＡＩ２は、同一のチャレンジコードＣ０に同一の暗号演算処理が加えられることにより生成されたものであるため、それらは一致する。よって、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証され、エンジンＥの始動が許可される。
【００３１】
ここで、例えばシフトロック制御装置３０が不正なものであり、当該不正なシフトロック制御装置において正規のシフトロック制御装置３０とは異なる演算処理が行われたり、当該不正なシフトロック制御装置の演算結果が制御装置側の認証情報として多機間照合装置６０に出力されたりした場合を想定する。この場合、多機間照合装置６０がチャレンジコードＣ０に加えた暗号演算処理と、制御装置１０，２０，…，５０側が多機間照合装置６０から出力されたチャレンジコードＣ０に加えた暗号演算処理とが一部異なるため、多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と、制御ユニット側の認証情報ＡＩ２とが一致しない。これにより、多機間照合装置６０は、何れかの制御装置１０，２０，…，５０が不正なものであることを検知することができる。よって、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証されず、エンジンＥの始動が許可されない。なお、例えば当該不正なシフトロック制御装置の演算結果が次の制御装置（この場合、ステアリングロック制御装置４０）に出力されなかった場合を想定する。この場合、制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２は、多機間照合装置６０に入力されない。これにより、多機間照合装置６０は、何れかの制御装置１０，２０，…，５０が不正なものであることを検知することができる。よって、この場合も全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性が認証されず、エンジンＥの始動が許可されない。
【００３２】
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）多機間照合装置６０で生成されるチャレンジコードＣ０が入力されるとして定められた最初の制御装置１０は、該制御装置１０に入力されたチャレンジコードＣ０に対し自身に固有の暗号演算処理を加えた演算結果Ｃ１を、予め定められた次の制御装置２０，３０，…，５０に出力する。また、制御装置１０，２０，…，５０での演算結果Ｃ１〜Ｃ４が入力されるとして定められた最後の制御装置５０は、自身を含む全ての制御装置１０，２０，…，５０によってそれらに固有の暗号演算処理が順次加えられた演算結果Ｃ５を、制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２として多機間照合装置６０に出力する。一方、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０に、制御装置１０，２０，…，５０側で順次行われる各制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１を生成する。そして、多機間照合装置６０は、自身が生成した多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と最後の制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とが一致する場合に、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を認証する。
【００３３】
このため、多機間照合装置６０は、自身が生成したチャレンジコードＣ０を１つの制御装置１０に出力するだけで、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を判断することができる。また、多機間照合装置６０は、１つの制御装置５０から取得した制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２と、自身が生成した多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１とを比較するだけで、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を判断することができる。このため、従来の制御装置１０，２０，…，５０毎にそれぞれ独立した認証を行う認証システムと比較して、認証装置及び制御装置１０，２０，…，５０間の通信回数を少なくすることができるとともに、チャレンジコードＣ０を生成する処理や多機間照合装置６０側の認証情報ＡＩ１と制御装置１０，２０，…，５０側の認証情報ＡＩ２とを比較する処理の回数も少なくすることができる。よって、従来の認証システムと比較して、１回のセキュリティチェックに要する時間を短縮することができる。よって、制御装置１０，２０，…，５０毎にそれぞれ独立した認証を行う従来の認証システム（図４参照）と比較して、走行用駆動源の始動が許可されるまでに要する時間を短縮することができる。
【００３４】
（２）また、多機間照合装置６０及び制御装置１０，２０，…，５０間の通信回数を少なくすることができるため、例えばノイズ等の外乱が認証情報ＡＩ２、チャレンジコードＣ０及び演算結果Ｃ１〜Ｃ４の通信に及ぼす影響を好適に抑制することができる。
【００３５】
（３）複数の制御装置１０，２０，…，５０との間で共通の暗号アルゴリズムＡによって暗号演算処理が行われるため、多機間照合装置６０は、各制御装置１０，２０，…，５０の暗号鍵以外には共通の暗号アルゴリズムＡを一種類だけ記憶するのみでよい。よって、メモリ６１の容量負荷を抑えることができる。なお、例えば全ての制御装置１０，２０，…，５０の間で異なる暗号アルゴリズムＡにより暗号演算処理が行われる場合、多機間照合装置６０は、多機間照合装置６０側の認証情報を生成するために、全ての制御装置１０，２０，…，５０の暗号アルゴリズムＡ及び暗号鍵を記憶する必要があるため、メモリ６１の容量負荷が大きくなってしまう。
【００３６】
尚、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、各制御装置１０，２０，…，５０は共通の暗号アルゴリズムＡに基づいて暗号演算処理を行うようにしたが、例えば制御装置１０，２０，…，５０に固有の暗号アルゴリズムに基づいて暗号演算処理を行うようにしてもよい。なお、この場合、多機間照合装置６０に各制御装置１０，２０，…，５０の全ての暗号アルゴリズムと暗号鍵とを登録する。多機間照合装置６０のメモリ６１の容量を確保することが可能であれば、このような構成も採用できる。
【００３７】
・上記実施の形態では、制御装置１０，２０，…，５０とは別に、多機間照合を行う多機間照合装置６０を設けたが、何れか１つの制御装置１０，２０，…，５０が、多機間照合を行うようにしてもよい。
【００３８】
・上記実施の形態では、１回の多機間照合により、認証対象となっている全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を確認するようにしたが、このような態様に限定されず、多機間照合を複数回行うことにより、全ての制御装置１０，２０，…，５０の正当性を確認するようにしてもよい。なお、この場合、１回の多機間照合において２つ以上の制御装置を認証対象として多機間照合を行う。
【００３９】
・上記実施の形態では、エンジンＥを走行用駆動源とする車両Ｖに具体化したが、例えばモータを走行用駆動源とする車両に具体化してもよい。
・上記実施の形態では、車両Ｖに搭載され同車両ＶのエンジンＥを始動する際に多機間照合を行う認証システムとして具体化したが、このような態様に限定されず、１つの認証装置によって複数の認証対象装置の正当性を認証する認証システムであれば、車両Ｖに搭載されるシステムに限らず適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態のエンジン始動システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施の形態の認証システムの概略構成を示すブロック図。
【図３】本実施の形態の認証システムにおける多機間照合を説明するための動作フロー図。
【図４】従来の認証システムにおける多機間照合を説明するための動作フロー図。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０，３０，４０，５０…認証対象装置としての制御装置、１１，２１，３１，４１，５１…認証対象装置側記憶手段としてのメモリ、１２，２２，３２，４２，５２…認証対象装置側演算手段としての暗号演算部、６０…認証装置としての多機間照合装置、６１…認証装置側記憶手段としてのメモリ、６３…認証装置側演算手段としての暗号演算部、Ａ…暗号アルゴリズム、Ｅ…走行用駆動源としてのエンジン、Ｖ…車両、Ｃ０…チャレンジコード、ＡＩ１，ＡＩ２…認証情報、ＫＥＹ１〜ＫＥＹ５…暗号鍵。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに通信による情報の授受を行う複数の装置の何れかである認証装置により、残りの複数の装置である認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、
前記認証装置で生成される情報であるチャレンジコードが入力されるとして定められた最初の認証対象装置は、入力された情報に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果を予め定められた次の認証対象装置に出力し、演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の認証対象装置は、自身を含む全ての認証対象装置によってそれらに固有の暗号演算処理が所定の順序で順次加えられた演算結果を認証対象装置側の認証情報として前記認証装置に出力するとともに、
前記認証装置は、自身が生成した前記チャレンジコードに、前記認証対象装置側で順次行われる前記各認証対象装置に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより認証装置側の認証情報を生成し、該認証装置側の認証情報と前記最後の認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報とが一致する場合に、全ての認証対象装置の正当性を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項２】
複数の前記認証対象装置は、全ての認証対象装置で共通の暗号アルゴリズムと前記各認証対象装置に固有の暗号鍵とを記憶する認証対象装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと前記認証対象装置に固有の暗号鍵とに基づいて自身に入力された情報に暗号演算処理を加える認証対象装置側演算手段とを備え、
前記認証装置は、前記共通の暗号アルゴリズムと各認証対象装置の全ての暗号鍵とを記憶する認証装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと各暗号鍵とに基づいて自身が生成したチャレンジコードに各認証対象装置で行われる暗号演算処理を順次加える認証装置側演算手段とを備え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】
前記認証対象装置は、車両に搭載されて同車両の各種機能を制御する制御装置であり、
前記認証装置は、前記車両の走行用駆動源の始動操作がなされた場合に、各認証対象装置の認証を実行し、全ての制御装置の正当性を認証したときに前記走行用駆動源の始動を許可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１】
互いに通信による情報の授受を行う複数の装置の何れかである認証装置により、残りの複数の装置である認証対象装置の正当性を認証する認証システムであって、
前記認証装置で生成される情報であるチャレンジコードが入力されるとして定められた最初の認証対象装置は、入力された情報に対し自身に固有の暗号演算処理を加えることにより得られる情報である演算結果を予め定められた次の認証対象装置に出力し、演算結果が最後に入力されるとして定められた最後の認証対象装置は、自身を含む全ての認証対象装置によってそれらに固有の暗号演算処理が所定の順序で順次加えられた演算結果を認証対象装置側の認証情報として前記認証装置に出力するとともに、
前記認証装置は、自身が生成した前記チャレンジコードに、前記認証対象装置側で順次行われる前記各認証対象装置に固有の暗号演算処理をその順序で順次加えることにより認証装置側の認証情報を生成し、該認証装置側の認証情報と前記最後の認証対象装置から取得した認証対象装置側の認証情報とが一致する場合に、全ての認証対象装置の正当性を認証することを特徴とする認証システム。
【請求項２】
複数の前記認証対象装置は、全ての認証対象装置で共通の暗号アルゴリズムと前記各認証対象装置に固有の暗号鍵とを記憶する認証対象装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと前記認証対象装置に固有の暗号鍵とに基づいて自身に入力された情報に暗号演算処理を加える認証対象装置側演算手段とを備え、
前記認証装置は、前記共通の暗号アルゴリズムと各認証対象装置の全ての暗号鍵とを記憶する認証装置側記憶手段と、前記共通の暗号アルゴリズムと各暗号鍵とに基づいて自身が生成したチャレンジコードに各認証対象装置で行われる暗号演算処理を順次加える認証装置側演算手段とを備え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】
前記認証対象装置は、車両に搭載されて同車両の各種機能を制御する制御装置であり、
前記認証装置は、前記車両の走行用駆動源の始動操作がなされた場合に、各認証対象装置の認証を実行し、全ての制御装置の正当性を認証したときに前記走行用駆動源の始動を許可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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２９６０５９（Ｐ２００９−２９６０５９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４９５４（Ｐ２００８−１４４９５４）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【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２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【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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