通信装置
【課題】汎用性を確保しつつも、小型化を図ることのできる通信装置を提供する。
【解決手段】このソフトウェア無線機２は、車載機１０から送信されるチャレンジコードを受信部２１を介して受信した際に、車載機１０の有する暗号鍵と共通の暗号鍵によりチャレンジコードを暗号化する。また、ソフトウェア無線機２は、その暗号化されたチャレンジコードを送信部２２を介して車載機１０に送信する。ここでは、チャレンジコードの暗号化を行う部分として、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部２５を設ける。
【解決手段】このソフトウェア無線機２は、車載機１０から送信されるチャレンジコードを受信部２１を介して受信した際に、車載機１０の有する暗号鍵と共通の暗号鍵によりチャレンジコードを暗号化する。また、ソフトウェア無線機２は、その暗号化されたチャレンジコードを送信部２２を介して車載機１０に送信する。ここでは、チャレンジコードの暗号化を行う部分として、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部２５を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信対象に送信情報を送信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソフトウェアを変更することにより、異なる複数の無線通信システムに対応することのできるソフトウェア無線機が周知である。そして従来、このようなソフトウェア無線機を利用した無線通信システムとしては、例えば特許文献１に記載のシステムが知られている。この特許文献１に記載のシステムでは、基地局とソフトウェア無線機との間で無線通信を行うことにより、通信方式などのプログラムをソフトウェア無線機にインストールすることができるようになっている。そして、通信方式などのプログラムをソフトウェア無線機にインストールすることにより、ソフトウェア無線機の通信方式を変更することが可能となっている。またこのシステムでは、基地局とソフトウェア無線機との間で授受されるプログラムを例えば共通暗号化方式などで暗号化するようにしている。すなわち、基地局及びソフトウェア無線機は予め共通の暗号鍵を持ち合っている。そして、基地局では、自身の暗号鍵を用いてプログラムを暗号化した後にこれをソフトウェア無線機に無線送信する。一方、ソフトウェア無線機では、暗号化されたプログラムを受信した際に、これを自身の暗号鍵を用いて復号してインストールする。このような構成によれば、基地局とソフトウェア無線機との間で授受されるプログラムの秘匿性が高まるため、セキュリティ性が向上するようになる。
【０００３】
一方、このような無線通信システムにあっては、何らかの理由により暗号鍵が漏洩するようなことがあると、第三者がその暗号鍵を用いてソフトウェア無線機のプログラムを不正に取得するおそれがあり、セキュリティの上で好ましくない。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の無線通信システムにあっては、基地局及びソフトウェア無線機の間で無線通信を行う際に、その都度それらの間の無線電波路の周波数特性に基づいて暗号鍵を生成するようにしている。このような構成によれば、それらの間の周波数特性が例えばソフトウェア無線機の位置などによって時々刻々と変化するため、極めて秘匿性の高い暗号鍵を生成することができる。このため、暗号鍵の漏洩を的確に防止することができるため、高いセキュリティレベルを確保することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この特許文献１に記載の無線通信システムにあっては、無線電波路の周波数特性に応じて任意の暗号鍵が生成されるため、任意の暗号鍵を入力情報として暗号化を行う暗号化部をソフトウェア無線機に設ける必要がある。しかしながら、こうした暗号化部を例えばＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの集積回路より実現するとなると、そのデバイスサイズが大きくなり、ひいてはソフトウェア無線機の大型化を招くおそれがある。
【０００７】
なお、このような課題は、ソフトウェア無線機に限らず、送信情報を暗号鍵により暗号化してこれを送信する適宜の通信装置に共通する課題である。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、汎用性を確保しつつも、小型化を図ることのできる通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、通信対象に送信情報を送信するにあたり、前記通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により前記送信情報を暗号化してこれを送信する通信装置において、前記送信情報の暗号化を行う部分として、前記暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部を備えることを要旨としている。
【０００９】
同構成によるように、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部に記憶させることとすれば、任意の暗号鍵に対応可能な暗号化プログラムを暗号化部に記憶させる場合と比較すると、暗号化部に記憶させるプログラムデータを小さくすることができる。これにより、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、通信装置の小型化を図ることができるようになる。また、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを書き換え可能にすることで、暗号鍵の変更を繰り返し行う場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部に記憶させれば、任意の暗号鍵に対応することが可能である。したがって、通信装置としての汎用性を的確に確保することもできるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置において、前記暗号化プログラムを外部から取り込む取り込み手段と、該取り込み手段を通じて取り込んだ前記暗号化プログラムに基づいて前記暗号化部に記憶されている前記暗号化プログラムを更新する更新手段とを更に備えることを要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを外部機器で生成した上で、この生成した暗号化プログラムを通信装置に取り込むだけで、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを更新することができる。したがって、暗号化プログラムの更新を容易に行うことができるようになる。
【００１２】
そしてこの場合、請求項３に記載の発明によるように、前記暗号化部がＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）からなるといった構成を採用することで、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを容易に書き換えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる通信装置によれば、汎用性を確保しつつも、小型化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ユーザに車両を貸し出すレンタカーシステムの概要を模式的に示す図。
【図２】本発明にかかる通信装置の一実施形態について同通信装置を利用したソフトウェア無線機を含む電子キーシステムのシステム構成を示すブロック図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、同実施形態のソフトウェア無線機についてその暗号化部の構成を従来の暗号化部の構成と対比して示すブロック図。
【図４】同実施形態のソフトウェア無線機を利用した電子キーシステムの動作例を示すシーケンスチャート。
【図５】レンタカーシステムの動作例を示すシーケンスチャート。
【図６】（ａ），（ｂ）は、同レンタカーシステムを構成するセンターのデータベースに記憶されている情報を示す図表。
【図７】レンタカーシステムの変形例を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる通信装置を車両の電子キーシステムの携帯機（電子キー）に適用した一実施携帯について図１〜図６を参照して説明する。なお本実施形態において、電子キーシステムが搭載された車両としては、複数のユーザに貸し出されるレンタカーを想定している。図１は、こうしたレンタカーをユーザに貸し出すためのレンタカーシステムの概要を模式的に示したものである。
【００１６】
同図１に示されるように、このレンタカーシステムは、大きくは、ユーザに貸し出される車両１、ユーザが所持する携帯機としてのソフトウェア無線機２、ユーザが所有するパソコンなどのネットワーク端末３、及び貸し出し会社に設置されたセンター４によって構成されている。ここで、このシステムでは、例えばユーザがネットワーク端末３からインターネットなどのネットワーク通信を介してセンター４にアクセスしたとすると、ユーザを認証するためのログインページがネットワーク端末３に表示される。そしてこのログインページにおいて、ユーザが自身のＩＤコード（識別コード）やパスワードなどを入力してログインすると、車両の貸し出しを申請するための申請ページがネットワーク端末３に表示される。またこの申請ページにおいて、ユーザが例えば複数の車両の中から車両１を借りたい旨を申請したとすると、その旨がセンター４に通知される。こうして車両１の貸し出し申請が行われると、センター４では、まず、電子キーシステムに必要な情報を生成する。その後、センター４では、生成した情報のうち、車両１に必要な情報を例えばＧ−ｂｏｏｋ（登録商標）などのＤＣＭ通信を通じて車両１に送信する。これにより車両１では、電子キーシステムに必要な情報が登録される。また、センター４では、生成した情報のうち、ソフトウェア無線機２に必要な情報を例えばＳＤカードなどの携帯式の記憶媒体５に書き込んだ後、この記憶媒体５をユーザに手渡す。その後、ユーザが記憶媒体５を自身のソフトウェア無線機２に装着すると、記憶媒体５に記憶されている情報がソフトウェア無線機２に登録される。こうして電子キーシステムに必要な情報が車両１及びソフトウェア無線機２にそれぞれ登録されると、ソフトウェア無線機２が電子キーとして機能するようになる。すなわちユーザは、ソフトウェア無線機２を所持した状態で車両１に接近することによりドアを自動的に解錠させたり、あるいは車室内に進入してエンジンスタートスイッチをオン操作することによりエンジンを始動させることが可能となる。
【００１７】
図２は、このような車両の電子キーシステムのシステム構成をブロック図として示したものであり、次に、同図２を参照して、電子キーシステムの概要について説明する。
同図２に示されるように、この電子キーシステムでは、車両１に搭載された車載機１０とソフトウェア無線機２との相互認証が無線通信を通じて行われる。ちなみに、認証方式としては、車載機１０とソフトウェア無線機２との間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数データ（チャレンジコード）を暗号鍵で暗号化した結果を交換することにより認証を行う、いわゆるチャレンジレスポンス認証方式が採用されている。そして、相互認証が成立した場合には車両の各種制御が実行される。
【００１８】
ここで、車載機１０は、車両の周辺や車室内に設定された通信エリアＡにＬＦ帯のリクエスト信号を送信するための送信部１１、及びソフトウェア無線機２から送信されるＵＨＦ帯の応答信号を受信するための受信部１２をそれぞれ備えている。また、この車載機１０は、ネットワーク通信を介して上記センター４と無線通信を行うためのネットワーク通信部１３が設けられている。そして、送信部１１によるリクエスト信号の送信制御、受信部１２を介して受信される応答信号の処理、並びにネットワーク通信部１３を通じた通信制御が、車載機１０に設けられている車両側制御部１４を通じて行われる。ちなみにこの車両側制御部１４は、例えば車両ドアの施解錠を行うドアロック機構や、車載エンジンを始動させるエンジン始動装置などの制御対象１５を制御する部分でもある。また、車両側制御部１４は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性のメモリ１４ａを有しており、このメモリ１４ａに、車両ＩＤコードや電子キーＩＤコード、暗号鍵Ｋｓなどが記憶されている。一方、この車載機１０は、車両側制御部１４から入力される所定のデータを暗号化した後にその暗号化結果を車両側制御部１４に出力する暗号化部１６を備えている。ちなみにこの暗号化部１６は、平文及び任意の暗号鍵を入力データとするものであって、車両側制御部１４から所定のデータ及び暗号鍵Ｋｓが入力されたときに、同暗号鍵Ｋｓのもとにデータを暗号化してその暗号化結果を車両側制御部１４に出力する。
【００１９】
一方、ソフトウェア無線機２は、車載機１０から送信されるリクエスト信号を受信するための受信部２１、及び同リクエスト信号の受信に基づき応答信号を送信するための送信部２２をそれぞれ備えている。そして、受信部２１を介して受信されるリクエスト信号の処理、並びに送信部２２による応答信号の送信制御が、ソフトウェア無線機２に設けられているメイン制御部２３を通じて行われる。このうち、メイン制御部２３は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性のメモリ２３ａを有しており、このメモリ２３ａに、電子キーＩＤコードが記憶されている。また、受信部２１は、受信アンテナ２１ａを介して受信されるＬＦ帯のリクエスト信号の周波数を信号処理し易い周波数に変換する高周波部２１ｂ、その変換された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１ｃ、及びその変換された信号に復調処理などを施してメイン制御部２３に出力するデジタル信号処理部２１ｄにより構成されている。一方、送信部２２は、メイン制御部２３から入力される応答信号に対して変調処理などを施すデジタル信号処理部２２ｄ、その変調された信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２２ｃ、及びその変換されたアナログ信号をＵＨＦ帯の周波数に変換して送信アンテナ２２ａから送信する高周波部２２ｂにより構成されている。ちなみに、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄは、変調処理や復調処理などの通信系にかかるプログラム（論理回路）をソフトウェア的に定義、変更することのできる集積回路、例えばＦＰＧＡやＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより構成されている。すなわち、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄでは、ソフトウェアを書き換えることにより変調方式や復調方式を変更することができるようになっている。また、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェアの変更は、ソフトウェア無線機２に設けられている情報更新制御部２６を通じて行われる。
【００２０】
また一方、このソフトウェア無線機２は、車両ＩＤコード（ビークルＩＤコード）が記憶されるＩＤコード用メモリ２４、及びメイン制御部２３から入力されるデータ（平文）を暗号化した後にその暗号化結果をメイン制御部２３に出力する暗号化部２５を備えている。このうち、ＩＤコード用メモリ２４は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリにより構成されている。また、暗号化部２５は、上述したＦＰＧＡにより構成されており、ソフトウェアを書き換えることにより暗号化のプログラム（論理回路）を変更することができるプログラマブルな暗号化部として構成されている。ここで、図３（ａ）に示すように、暗号化部２５には、平文Ｔｃが入力されたときに上記暗号鍵Ｋｓにのみ対応する暗号文ｆＫｓ（Ｔｃ）を出力する暗号化プログラムｆＫｓ（ｘ）が記憶されている（但しｘは任意の平文を示す）。換言すれば、暗号化部２５には、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムが記憶されている。これにより、図３（ｂ）に示されるように、平文Ｔｃ及び任意の暗号鍵Ｋｓを入力データとして暗号文ｆ（Ｔｃ，Ｋｓ）を出力する暗号化プログラムｆ（ｘ，ｙ）を暗号化部に記憶する場合と比較すると、暗号化部に記憶させるプログラムデータ（回路情報）を小さくすることができる（但しｙは任意の暗号鍵を示す）。したがって、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、ソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようになる。また、ソフトウェア無線機２では、暗号鍵Ｋｓを記憶するための記憶装置が不要となるため、その分だけソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。さらに、ソフトウェア無線機２には暗号鍵Ｋｓそのものを記憶する必要がないため、暗号鍵Ｋｓの漏洩を防止することができ、ひいてはセキュリティ性が向上するようにもなる。ちなみに、図２に示されるように、暗号化部２５のソフトウェアの変更は、上記情報更新制御部２６を通じて行われる。
【００２１】
また一方、ソフトウェア無線機２は、上記記憶媒体５が装着される装着部２８を備えている。そして、装着部２８に記憶媒体５が装着されたとき、同記憶媒体５に記憶されている情報がインターフェース２７を介して上記情報更新制御部２６に取り込まれる。この情報更新制御部２６は、記憶媒体５に記憶されている情報に基づいてデジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェアの変更、並びに暗号化部２５のソフトウェアの変更を行う。なおここでは、装着部２８が取り込み手段に、また、情報更新制御部２６が更新手段に相当する。
【００２２】
続いて、図４を参照して、こうした構成からなる車両の電子キーシステムの動作について説明する。図４は、電子キーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものである。
【００２３】
例えばいま、上記リクエスト信号として、ソフトウェア無線機２を起動させるウェイク信号Ｓｗｋが車載機１０から通信エリアＡに発信されているとするときに、ユーザの所持するソフトウェア無線機２が通信エリアＡに進入したとする。このとき、図４に示されるように、メイン制御部２３は、ウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、上記応答信号として、アック信号Ｓａｃを生成してこれを送信する。
【００２４】
そして、車両側制御部１４は、アック信号Ｓａｃを受信すると、車両ＩＤコードを含む車両識別信号Ｓｃａを生成してこれを送信する。これにより、メイン制御部２３は、車両識別信号Ｓｃａを受信すると、同車両識別信号Ｓｃａに含まれている車両ＩＤコードと、ＩＤコード用メモリ２４に記憶されている車両ＩＤコードとを照合する（ステップＳ１）。そして、メイン制御部２３は、この照合を通じて互いの車両ＩＤコードが一致している旨を判断すると、車両ＩＤコードの認証が成立したと判断して（ステップＳ２）、再びアック信号Ｓａｃを生成してこれを送信する。
【００２５】
これにより、車両側制御部１４は、アック信号Ｓａｃを再び受信すると、乱数データを生成してこれをチャレンジコードＲｃとするとともに（ステップＳ３）、同チャレンジコードＲｃを含むチャレンジ信号Ｓｃｈを生成してこれを送信する。そして、メイン制御部２３は、チャレンジ信号Ｓｃｈを受信すると、レスポンスを演算する（ステップＳ４）。具体的には、まず、チャレンジ信号Ｓｃｈに含まれるチャレンジコードＲｃを暗号化部２５に出力する。これにより、チャレンジコードＲｃが暗号鍵Ｋｓのもとに暗号化されて、その暗号文がメイン制御部２３に入力される。そして、メイン制御部２３は、この暗号文をレスポンスとする。また、メイン制御部２３は、こうしてレスポンスを演算すると、同レスポンス、及びメモリ２３ａに記憶されている電子キーＩＤコードを含むレスポンス信号Ｓｒｅを生成してこれを送信する。
【００２６】
一方、車両側制御部１４は、チャレンジ信号Ｓｃｈを送信した後に、自身でもレスポンスを演算する（ステップＳ５）。具体的には、まず、自身が生成したチャレンジコードＲｃをメモリ１４ａに記憶されている暗号鍵Ｋｓと共に暗号化部１６に出力する。これにより、チャレンジコードＲｃが暗号鍵Ｋｓのもとに暗号化されて、暗号文が車両側制御部１４に入力される。そして、車両側制御部１４は、この暗号文をレスポンスとする。また、車両側制御部１４は、上記レスポンス信号Ｓｒｅを受信すると、自身が生成したレスポンスと、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるレスポンスとの照合を行う（ステップＳ６）。そして、この照合を通じて互いのレスポンスが一致している旨を判断すると（ステップＳ７）、今度はレスポンス信号Ｓｒｅに含まれている電子キーＩＤコードと、メモリ１４ａに記憶されている電子キーＩＤコードとの照合を行う（ステップＳ８）。また、車両側制御部１４は、この照合を通じて互いの電子キーＩＤコードが一致している旨を判断すると、電子キーの認証が成立した旨を判定して（ステップＳ９）、制御対象１５であるドアロック機構を通じて車両ドアを解錠したり、あるいはエンジンスタートスイッチの操作に基づきエンジンを始動させたりする（ステップＳ１０）。
【００２７】
続いて、図５及び図６を参照して、ユーザに車両を貸し出す際のレンタカーシステムの動作について詳述する。図５は、レンタカーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものである。なお、車両側制御部１４のメモリ１４ａには、初期状態として、車両１固有の車両ＩＤコードが予め記憶されているとする。また、メイン制御部２３のメモリ２３ａには、初期状態として、ソフトウェア無線機２固有の電子キーＩＤコードが予め記憶されているとする。
【００２８】
例えばいま、図５に示されるように、ユーザがネットワーク端末３からセンター４にアクセスした後に、自身のＩＤコードやパスワードを入力してログインしたとすると（ステップＳ２０）、ネットワーク端末３及びセンター４は先の図１を参照して説明したように動作する。すなわち、センター４は、入力されたＩＤコードやパスワードに基づいてユーザの認証が成立した場合には（ステップＳ２１）、車両の貸し出しを申請するための申請ページの情報をネットワーク端末３に送信する。これにより、ネットワーク端末３は、センター４から送信された情報に基づいて申請ページを表示する（ステップＳ２２）。その後、ユーザが申請ページにおいて複数の車両の中から車両１の貸し出しを申請したとすると、その旨がネットワーク端末３からセンター４に通知される。
【００２９】
センター４は、こうして車両１の貸し出し申請が行われると、電子キーシステムに必要な情報を生成する。具体的には、まず、暗号鍵Ｋｓをランダムに生成する（ステップＳ２３）。続いて、センター４に設けられたデータベースから、車両１に対応する車両ＩＤコード、暗号化プログラム、及び通信システムプログラムを取得するとともに（ステップＳ２４）、ユーザのＩＤコードに対応する電子キーＩＤコードを取得する（ステップＳ２５）。ここで、車両１に対応する暗号化プログラムとは、上記暗号化部１６に記憶されている暗号化プログラムに準じたプログラムである。また、通信システムプログラムとは、上記デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄに記憶される情報であって、変調処理や復調処理などを定義したプログラムである。一方、センター４のデータベースには、図６（ａ）に示すように、複数の車両Ｃ１〜Ｃｎに対応する車両ＩＤコードＩＤＣ１〜ＩＤＣｎ、暗号化プログラムｆ１（ｘ，ｙ）〜ｆｎ（ｘ，ｙ）、及び通信システムプログラムＰ１〜Ｐｎが記憶されている（但しｎは２以上の整数）。また、センター４のデータベースには、図６（ｂ）に示すように、ユーザのＩＤコードＩＤＵ１〜ＩＤＵｎに対応する電子キーＩＤコードＩＤＫ１〜ＩＤＫｎも記憶されている。そして、センター４は、こうしてデータベースから各情報を読み込んだ後、暗号鍵Ｋｓ及び暗号化プログラムに基づいて、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを生成する（ステップＳ２６）。また、センター４は、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラム、通信システムプログラム、及び車両ＩＤコードを適宜の書き込み装置を通じて記憶媒体５に書き込む（ステップＳ２７）。さらにセンター４は、ＤＣＭ通信などを通じて暗号鍵Ｋｓ及び電子キーＩＤコードを車載機１０に送信する。
【００３０】
一方、ソフトウェア無線機２では、ユーザによって記憶媒体５が装着部２８に装着されると（ステップＳ２８）、同記憶媒体５に記憶されている情報が上記情報更新制御部２６を通じて読み込まれる（ステップＳ２９）。これにより、記憶媒体５に記憶されている情報に基づいて、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェア、暗号化部２５のソフトウェア、並びにＩＤコード用メモリ２４に記憶されている車両ＩＤコードがそれぞれ更新される（ステップＳ３０）。そして、こうした一連の処理を通じて、ソフトウェア無線機２が車両１の電子キーとして機能するようになる。
【００３１】
また一方、車載機１０では、暗号鍵Ｋｓ及び電子キーＩＤコードが上記ネットワーク通信部１３を介して受信されると、上記車両側制御部１４によってこれらの情報がメモリ１４ａに記憶される（ステップＳ３１）。これにより、車載機１０とソフトウェア無線機２との無線通信を通じて各種車両制御が実行されるようになる。
【００３２】
レンタカーシステムとしてのこうした構成によれば、車両の貸し出しの度に暗号鍵を変更することができるため、セキュリティ性が向上するようになる。またこのように、車両の貸し出しの度に暗号鍵を変更する場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部２５に記憶させれば、ソフトウェア無線機２は任意の暗号鍵に対応することができる。このため、ソフトウェア無線機２の汎用性を的確に確保することができるようになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態にかかるソフトウェア無線機によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）チャレンジコードの暗号化を行う部分として、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部２５を設けることとした。これにより、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、通信装置の小型化を図ることができるようになる。また、暗号鍵Ｋｓを記憶するための記憶装置が不要となるため、その分だけソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。さらに、ソフトウェア無線機２に暗号鍵Ｋｓそのものを記憶する必要がないため、暗号鍵Ｋｓの漏洩を防止することができ、ひいてはセキュリティ性が向上するようにもなる。一方、暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを書き換え可能とすることで、暗号鍵Ｋｓの変更を繰り返し行う場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部２５に記憶させれば、任意の暗号鍵に対応することができる。したがって、ソフトウェア無線機としての汎用性を的確に確保することもできるようになる。
【００３４】
（２）暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムをセンター４で生成した上で、この生成した暗号化プログラムを記憶媒体５に記憶させることとした。また、ソフトウェア無線機２には、記憶媒体５が装着される装着部２８を設けることとした。さらに、ソフトウェア無線機２には、装着部２８に装着された記憶媒体５から暗号化プログラムを取り込むとともに、取り込んだ暗号化プログラムに基づいて暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを更新する情報更新制御部２６を設けることとした。これにより、ソフトウェア無線機２に記憶媒体５を装着するだけで暗号化プログラムを更新することができるため、暗号化プログラムの更新を容易に行うことができるようになる。
【００３５】
（３）暗号化部２５を、ＦＰＧＡにより構成することとした。これにより、暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを容易に書き換えることができるようになる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００３６】
・暗号化部２５は、ＦＰＧＡを含め、暗号化を行うプログラムをソフトウェア的に定義、変更することができる適宜の集積回路などにより構成することが可能である。
・上記実施形態では、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムをソフトウェア無線機２に取り込むにあたり、携帯式の記憶媒体５を利用した。これに代えて、例えばソフトウェア無線機２とセンター４との間の無線通信を利用して、センター４からソフトウェア無線機２に暗号化プログラムを無線送信してもよい。なお、ソフトウェア無線機２とセンター４との間の無線通信としては、例えばインターネットなどのネットワーク通信を利用することができる。また、ネットワーク通信を利用する場合には、ソフトウェア無線機にネットワーク通信用の通信部を設ける必要がある。なおここでは、センター４が外部機器に相当する。このような構成によれば、暗号化プログラムを記憶媒体５に記憶させる作業や、記憶媒体５をソフトウェア無線機２に装着する作業などを省くことができるため、利便性が向上するようになる。また、ソフトウェア無線機２から装着部２８などの構成を省略することができるため、ソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。
【００３７】
・上記実施形態では、本発明にかかる通信装置をソフトウェア無線機に採用することとしたが、これに代えて、例えば携帯電話機などの適宜の通信装置に適用することも可能である。
【００３８】
・上記実施形態では、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムの記憶媒体５への書き込みをセンター４が行うこととした。これに代えて、例えば図７に示すように、センター４がインターネットなどの通信ネットワークを利用してユーザが所有するネットワーク端末３に暗号化プログラムを送信した後、ネットワーク端末３において暗号化プログラムを記憶媒体５に書き込んでもよい。このような構成によれば、記憶媒体５の授受の作業を省くことができるため、利便性が向上するようになる。
【００３９】
・本発明にかかる通信装置は、上記車載機１０に適用することも可能である。この場合には、上記暗号化部１６に、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを記憶させればよい。また、上記センター４では、先の図５に例示した処理のうち、暗号鍵Ｋｓを車載機１０に送信する処理に代えて、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを車載機１０に送信する処理を行えばよい。
【００４０】
・上記実施形態では、本発明にかかる通信装置を、車両１とソフトウェア無線機２との間の無線通信を通じて車両１のドアの施解錠などを自動的に行う、いわゆるスマートエントリシステムに適用した。これに代えて、例えば携帯機に設けられたスイッチがオン操作されたときに携帯機から指令信号が発信されるとともに、同指令信号に基づいて車載機が車両ドアの施解錠を行う、いわゆるリモートキーレスエントリシステムに本発明にかかる通信装置を適用することも可能である。ちなみに、本発明にかかる通信装置をキーレスエントリシステムの携帯機に適用する場合には、指令信号に含まれる例えばＩＤコードやローリングカウンタなどの情報を暗号化する暗号化部に上記暗号化部２５に準じた構成を採用することが有効である。またこの場合、上記センター４では、先の図５に例示した処理のうち、暗号鍵に代えてローリングカウンタをランダムに生成するとともに、生成したローリングカウンタを携帯機及び車載機に送信すればよい。要は、通信対象と無線通信を行う際に、通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により所定の情報を暗号化する適宜の通信装置であれば、本発明にかかる通信装置を適用することが可能である。
【００４１】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項２に記載の通信装置において、前記取り込み手段は、前記暗号化プログラムを生成する外部機器と無線通信を行うための通信部を有し、該通信部を介して前記暗号化プログラムを取り込むものであることを特徴とする通信装置。同構成によれば、通信装置と外部機器との間で無線通信を行うだけで暗号化プログラムを書き換えることができるため、暗号化プログラムの更新にかかる利便性が向上するようになる。
【００４２】
（ロ）請求項２に記載の通信装置において、前記取り込み手段は、前記暗号化プログラムが記憶された携帯式の記憶媒体が装着される装着部を有し、該装着部に装着される前記記憶媒体から前記暗号化プログラムを取り込むものであることを特徴とする通信装置。同構成によれば、携帯式の記憶媒体に暗号化プログラムを記憶させた上で、この記憶媒体を装着部に装着するだけで暗号化プログラムを更新することができるため、暗号化プログラムの更新にかかる利便性が向上するようになる。
【００４３】
（ハ）請求項１〜３、並びに付記イ及びロのいずれか一項に記載の通信装置を電子キーとして用いるとともに、該電子キーと車両に設けられた車載機との間で無線通信を行うことにより車両の各種制御を実行することを特徴とする車両の電子キーシステム。本発明はこのように、車両の電子キーシステムの電子キーとして用いることが特に有効であり、これによりシステムとしての汎用性を確保しつつ、電子キーの小型化を図ることができるようになる。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ…通信エリア、Ｋｓ…暗号鍵、Ｒｃ…チャレンジコード、Ｔｃ…平文、Ｓａｃ…アック信号、Ｓｃａ…車両識別信号、Ｓｃｈ…チャレンジ信号、Ｓｒｅ…レスポンス信号、Ｓｗｋ…ウェイク信号、１…車両、２…ソフトウェア無線機、３…ネットワーク端末、４…センター、５…記憶媒体、１０…車載機、１１…送信部、１２…受信部、１３…ネットワーク通信部、１４…車両側制御部、１４ａ…メモリ、１５…制御対象、１６…暗号化部、２１…受信部、２１ａ…受信アンテナ、２１ｂ…高周波部、２１ｃ…Ａ／Ｄ変換部、２１ｄ…デジタル信号処理部、２２…送信部、２２ａ…送信アンテナ、２２ｂ…高周波部、２２ｃ…Ｄ／Ａ変換器、２２ｄ…デジタル信号処理部、２３…メイン制御部、２３ａ…メモリ、２４…ＩＤコード用メモリ、２５…暗号化部、２６…情報更新制御部、２７…インターフェース、２８…装着部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信対象に送信情報を送信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソフトウェアを変更することにより、異なる複数の無線通信システムに対応することのできるソフトウェア無線機が周知である。そして従来、このようなソフトウェア無線機を利用した無線通信システムとしては、例えば特許文献１に記載のシステムが知られている。この特許文献１に記載のシステムでは、基地局とソフトウェア無線機との間で無線通信を行うことにより、通信方式などのプログラムをソフトウェア無線機にインストールすることができるようになっている。そして、通信方式などのプログラムをソフトウェア無線機にインストールすることにより、ソフトウェア無線機の通信方式を変更することが可能となっている。またこのシステムでは、基地局とソフトウェア無線機との間で授受されるプログラムを例えば共通暗号化方式などで暗号化するようにしている。すなわち、基地局及びソフトウェア無線機は予め共通の暗号鍵を持ち合っている。そして、基地局では、自身の暗号鍵を用いてプログラムを暗号化した後にこれをソフトウェア無線機に無線送信する。一方、ソフトウェア無線機では、暗号化されたプログラムを受信した際に、これを自身の暗号鍵を用いて復号してインストールする。このような構成によれば、基地局とソフトウェア無線機との間で授受されるプログラムの秘匿性が高まるため、セキュリティ性が向上するようになる。
【０００３】
一方、このような無線通信システムにあっては、何らかの理由により暗号鍵が漏洩するようなことがあると、第三者がその暗号鍵を用いてソフトウェア無線機のプログラムを不正に取得するおそれがあり、セキュリティの上で好ましくない。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の無線通信システムにあっては、基地局及びソフトウェア無線機の間で無線通信を行う際に、その都度それらの間の無線電波路の周波数特性に基づいて暗号鍵を生成するようにしている。このような構成によれば、それらの間の周波数特性が例えばソフトウェア無線機の位置などによって時々刻々と変化するため、極めて秘匿性の高い暗号鍵を生成することができる。このため、暗号鍵の漏洩を的確に防止することができるため、高いセキュリティレベルを確保することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この特許文献１に記載の無線通信システムにあっては、無線電波路の周波数特性に応じて任意の暗号鍵が生成されるため、任意の暗号鍵を入力情報として暗号化を行う暗号化部をソフトウェア無線機に設ける必要がある。しかしながら、こうした暗号化部を例えばＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの集積回路より実現するとなると、そのデバイスサイズが大きくなり、ひいてはソフトウェア無線機の大型化を招くおそれがある。
【０００７】
なお、このような課題は、ソフトウェア無線機に限らず、送信情報を暗号鍵により暗号化してこれを送信する適宜の通信装置に共通する課題である。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、汎用性を確保しつつも、小型化を図ることのできる通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、通信対象に送信情報を送信するにあたり、前記通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により前記送信情報を暗号化してこれを送信する通信装置において、前記送信情報の暗号化を行う部分として、前記暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部を備えることを要旨としている。
【０００９】
同構成によるように、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部に記憶させることとすれば、任意の暗号鍵に対応可能な暗号化プログラムを暗号化部に記憶させる場合と比較すると、暗号化部に記憶させるプログラムデータを小さくすることができる。これにより、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、通信装置の小型化を図ることができるようになる。また、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを書き換え可能にすることで、暗号鍵の変更を繰り返し行う場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部に記憶させれば、任意の暗号鍵に対応することが可能である。したがって、通信装置としての汎用性を的確に確保することもできるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置において、前記暗号化プログラムを外部から取り込む取り込み手段と、該取り込み手段を通じて取り込んだ前記暗号化プログラムに基づいて前記暗号化部に記憶されている前記暗号化プログラムを更新する更新手段とを更に備えることを要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを外部機器で生成した上で、この生成した暗号化プログラムを通信装置に取り込むだけで、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを更新することができる。したがって、暗号化プログラムの更新を容易に行うことができるようになる。
【００１２】
そしてこの場合、請求項３に記載の発明によるように、前記暗号化部がＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）からなるといった構成を採用することで、暗号化部に記憶されている暗号化プログラムを容易に書き換えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる通信装置によれば、汎用性を確保しつつも、小型化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ユーザに車両を貸し出すレンタカーシステムの概要を模式的に示す図。
【図２】本発明にかかる通信装置の一実施形態について同通信装置を利用したソフトウェア無線機を含む電子キーシステムのシステム構成を示すブロック図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、同実施形態のソフトウェア無線機についてその暗号化部の構成を従来の暗号化部の構成と対比して示すブロック図。
【図４】同実施形態のソフトウェア無線機を利用した電子キーシステムの動作例を示すシーケンスチャート。
【図５】レンタカーシステムの動作例を示すシーケンスチャート。
【図６】（ａ），（ｂ）は、同レンタカーシステムを構成するセンターのデータベースに記憶されている情報を示す図表。
【図７】レンタカーシステムの変形例を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる通信装置を車両の電子キーシステムの携帯機（電子キー）に適用した一実施携帯について図１〜図６を参照して説明する。なお本実施形態において、電子キーシステムが搭載された車両としては、複数のユーザに貸し出されるレンタカーを想定している。図１は、こうしたレンタカーをユーザに貸し出すためのレンタカーシステムの概要を模式的に示したものである。
【００１６】
同図１に示されるように、このレンタカーシステムは、大きくは、ユーザに貸し出される車両１、ユーザが所持する携帯機としてのソフトウェア無線機２、ユーザが所有するパソコンなどのネットワーク端末３、及び貸し出し会社に設置されたセンター４によって構成されている。ここで、このシステムでは、例えばユーザがネットワーク端末３からインターネットなどのネットワーク通信を介してセンター４にアクセスしたとすると、ユーザを認証するためのログインページがネットワーク端末３に表示される。そしてこのログインページにおいて、ユーザが自身のＩＤコード（識別コード）やパスワードなどを入力してログインすると、車両の貸し出しを申請するための申請ページがネットワーク端末３に表示される。またこの申請ページにおいて、ユーザが例えば複数の車両の中から車両１を借りたい旨を申請したとすると、その旨がセンター４に通知される。こうして車両１の貸し出し申請が行われると、センター４では、まず、電子キーシステムに必要な情報を生成する。その後、センター４では、生成した情報のうち、車両１に必要な情報を例えばＧ−ｂｏｏｋ（登録商標）などのＤＣＭ通信を通じて車両１に送信する。これにより車両１では、電子キーシステムに必要な情報が登録される。また、センター４では、生成した情報のうち、ソフトウェア無線機２に必要な情報を例えばＳＤカードなどの携帯式の記憶媒体５に書き込んだ後、この記憶媒体５をユーザに手渡す。その後、ユーザが記憶媒体５を自身のソフトウェア無線機２に装着すると、記憶媒体５に記憶されている情報がソフトウェア無線機２に登録される。こうして電子キーシステムに必要な情報が車両１及びソフトウェア無線機２にそれぞれ登録されると、ソフトウェア無線機２が電子キーとして機能するようになる。すなわちユーザは、ソフトウェア無線機２を所持した状態で車両１に接近することによりドアを自動的に解錠させたり、あるいは車室内に進入してエンジンスタートスイッチをオン操作することによりエンジンを始動させることが可能となる。
【００１７】
図２は、このような車両の電子キーシステムのシステム構成をブロック図として示したものであり、次に、同図２を参照して、電子キーシステムの概要について説明する。
同図２に示されるように、この電子キーシステムでは、車両１に搭載された車載機１０とソフトウェア無線機２との相互認証が無線通信を通じて行われる。ちなみに、認証方式としては、車載機１０とソフトウェア無線機２との間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数データ（チャレンジコード）を暗号鍵で暗号化した結果を交換することにより認証を行う、いわゆるチャレンジレスポンス認証方式が採用されている。そして、相互認証が成立した場合には車両の各種制御が実行される。
【００１８】
ここで、車載機１０は、車両の周辺や車室内に設定された通信エリアＡにＬＦ帯のリクエスト信号を送信するための送信部１１、及びソフトウェア無線機２から送信されるＵＨＦ帯の応答信号を受信するための受信部１２をそれぞれ備えている。また、この車載機１０は、ネットワーク通信を介して上記センター４と無線通信を行うためのネットワーク通信部１３が設けられている。そして、送信部１１によるリクエスト信号の送信制御、受信部１２を介して受信される応答信号の処理、並びにネットワーク通信部１３を通じた通信制御が、車載機１０に設けられている車両側制御部１４を通じて行われる。ちなみにこの車両側制御部１４は、例えば車両ドアの施解錠を行うドアロック機構や、車載エンジンを始動させるエンジン始動装置などの制御対象１５を制御する部分でもある。また、車両側制御部１４は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性のメモリ１４ａを有しており、このメモリ１４ａに、車両ＩＤコードや電子キーＩＤコード、暗号鍵Ｋｓなどが記憶されている。一方、この車載機１０は、車両側制御部１４から入力される所定のデータを暗号化した後にその暗号化結果を車両側制御部１４に出力する暗号化部１６を備えている。ちなみにこの暗号化部１６は、平文及び任意の暗号鍵を入力データとするものであって、車両側制御部１４から所定のデータ及び暗号鍵Ｋｓが入力されたときに、同暗号鍵Ｋｓのもとにデータを暗号化してその暗号化結果を車両側制御部１４に出力する。
【００１９】
一方、ソフトウェア無線機２は、車載機１０から送信されるリクエスト信号を受信するための受信部２１、及び同リクエスト信号の受信に基づき応答信号を送信するための送信部２２をそれぞれ備えている。そして、受信部２１を介して受信されるリクエスト信号の処理、並びに送信部２２による応答信号の送信制御が、ソフトウェア無線機２に設けられているメイン制御部２３を通じて行われる。このうち、メイン制御部２３は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性のメモリ２３ａを有しており、このメモリ２３ａに、電子キーＩＤコードが記憶されている。また、受信部２１は、受信アンテナ２１ａを介して受信されるＬＦ帯のリクエスト信号の周波数を信号処理し易い周波数に変換する高周波部２１ｂ、その変換された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１ｃ、及びその変換された信号に復調処理などを施してメイン制御部２３に出力するデジタル信号処理部２１ｄにより構成されている。一方、送信部２２は、メイン制御部２３から入力される応答信号に対して変調処理などを施すデジタル信号処理部２２ｄ、その変調された信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２２ｃ、及びその変換されたアナログ信号をＵＨＦ帯の周波数に変換して送信アンテナ２２ａから送信する高周波部２２ｂにより構成されている。ちなみに、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄは、変調処理や復調処理などの通信系にかかるプログラム（論理回路）をソフトウェア的に定義、変更することのできる集積回路、例えばＦＰＧＡやＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより構成されている。すなわち、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄでは、ソフトウェアを書き換えることにより変調方式や復調方式を変更することができるようになっている。また、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェアの変更は、ソフトウェア無線機２に設けられている情報更新制御部２６を通じて行われる。
【００２０】
また一方、このソフトウェア無線機２は、車両ＩＤコード（ビークルＩＤコード）が記憶されるＩＤコード用メモリ２４、及びメイン制御部２３から入力されるデータ（平文）を暗号化した後にその暗号化結果をメイン制御部２３に出力する暗号化部２５を備えている。このうち、ＩＤコード用メモリ２４は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリにより構成されている。また、暗号化部２５は、上述したＦＰＧＡにより構成されており、ソフトウェアを書き換えることにより暗号化のプログラム（論理回路）を変更することができるプログラマブルな暗号化部として構成されている。ここで、図３（ａ）に示すように、暗号化部２５には、平文Ｔｃが入力されたときに上記暗号鍵Ｋｓにのみ対応する暗号文ｆＫｓ（Ｔｃ）を出力する暗号化プログラムｆＫｓ（ｘ）が記憶されている（但しｘは任意の平文を示す）。換言すれば、暗号化部２５には、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムが記憶されている。これにより、図３（ｂ）に示されるように、平文Ｔｃ及び任意の暗号鍵Ｋｓを入力データとして暗号文ｆ（Ｔｃ，Ｋｓ）を出力する暗号化プログラムｆ（ｘ，ｙ）を暗号化部に記憶する場合と比較すると、暗号化部に記憶させるプログラムデータ（回路情報）を小さくすることができる（但しｙは任意の暗号鍵を示す）。したがって、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、ソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようになる。また、ソフトウェア無線機２では、暗号鍵Ｋｓを記憶するための記憶装置が不要となるため、その分だけソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。さらに、ソフトウェア無線機２には暗号鍵Ｋｓそのものを記憶する必要がないため、暗号鍵Ｋｓの漏洩を防止することができ、ひいてはセキュリティ性が向上するようにもなる。ちなみに、図２に示されるように、暗号化部２５のソフトウェアの変更は、上記情報更新制御部２６を通じて行われる。
【００２１】
また一方、ソフトウェア無線機２は、上記記憶媒体５が装着される装着部２８を備えている。そして、装着部２８に記憶媒体５が装着されたとき、同記憶媒体５に記憶されている情報がインターフェース２７を介して上記情報更新制御部２６に取り込まれる。この情報更新制御部２６は、記憶媒体５に記憶されている情報に基づいてデジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェアの変更、並びに暗号化部２５のソフトウェアの変更を行う。なおここでは、装着部２８が取り込み手段に、また、情報更新制御部２６が更新手段に相当する。
【００２２】
続いて、図４を参照して、こうした構成からなる車両の電子キーシステムの動作について説明する。図４は、電子キーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものである。
【００２３】
例えばいま、上記リクエスト信号として、ソフトウェア無線機２を起動させるウェイク信号Ｓｗｋが車載機１０から通信エリアＡに発信されているとするときに、ユーザの所持するソフトウェア無線機２が通信エリアＡに進入したとする。このとき、図４に示されるように、メイン制御部２３は、ウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、上記応答信号として、アック信号Ｓａｃを生成してこれを送信する。
【００２４】
そして、車両側制御部１４は、アック信号Ｓａｃを受信すると、車両ＩＤコードを含む車両識別信号Ｓｃａを生成してこれを送信する。これにより、メイン制御部２３は、車両識別信号Ｓｃａを受信すると、同車両識別信号Ｓｃａに含まれている車両ＩＤコードと、ＩＤコード用メモリ２４に記憶されている車両ＩＤコードとを照合する（ステップＳ１）。そして、メイン制御部２３は、この照合を通じて互いの車両ＩＤコードが一致している旨を判断すると、車両ＩＤコードの認証が成立したと判断して（ステップＳ２）、再びアック信号Ｓａｃを生成してこれを送信する。
【００２５】
これにより、車両側制御部１４は、アック信号Ｓａｃを再び受信すると、乱数データを生成してこれをチャレンジコードＲｃとするとともに（ステップＳ３）、同チャレンジコードＲｃを含むチャレンジ信号Ｓｃｈを生成してこれを送信する。そして、メイン制御部２３は、チャレンジ信号Ｓｃｈを受信すると、レスポンスを演算する（ステップＳ４）。具体的には、まず、チャレンジ信号Ｓｃｈに含まれるチャレンジコードＲｃを暗号化部２５に出力する。これにより、チャレンジコードＲｃが暗号鍵Ｋｓのもとに暗号化されて、その暗号文がメイン制御部２３に入力される。そして、メイン制御部２３は、この暗号文をレスポンスとする。また、メイン制御部２３は、こうしてレスポンスを演算すると、同レスポンス、及びメモリ２３ａに記憶されている電子キーＩＤコードを含むレスポンス信号Ｓｒｅを生成してこれを送信する。
【００２６】
一方、車両側制御部１４は、チャレンジ信号Ｓｃｈを送信した後に、自身でもレスポンスを演算する（ステップＳ５）。具体的には、まず、自身が生成したチャレンジコードＲｃをメモリ１４ａに記憶されている暗号鍵Ｋｓと共に暗号化部１６に出力する。これにより、チャレンジコードＲｃが暗号鍵Ｋｓのもとに暗号化されて、暗号文が車両側制御部１４に入力される。そして、車両側制御部１４は、この暗号文をレスポンスとする。また、車両側制御部１４は、上記レスポンス信号Ｓｒｅを受信すると、自身が生成したレスポンスと、レスポンス信号Ｓｒｅに含まれるレスポンスとの照合を行う（ステップＳ６）。そして、この照合を通じて互いのレスポンスが一致している旨を判断すると（ステップＳ７）、今度はレスポンス信号Ｓｒｅに含まれている電子キーＩＤコードと、メモリ１４ａに記憶されている電子キーＩＤコードとの照合を行う（ステップＳ８）。また、車両側制御部１４は、この照合を通じて互いの電子キーＩＤコードが一致している旨を判断すると、電子キーの認証が成立した旨を判定して（ステップＳ９）、制御対象１５であるドアロック機構を通じて車両ドアを解錠したり、あるいはエンジンスタートスイッチの操作に基づきエンジンを始動させたりする（ステップＳ１０）。
【００２７】
続いて、図５及び図６を参照して、ユーザに車両を貸し出す際のレンタカーシステムの動作について詳述する。図５は、レンタカーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものである。なお、車両側制御部１４のメモリ１４ａには、初期状態として、車両１固有の車両ＩＤコードが予め記憶されているとする。また、メイン制御部２３のメモリ２３ａには、初期状態として、ソフトウェア無線機２固有の電子キーＩＤコードが予め記憶されているとする。
【００２８】
例えばいま、図５に示されるように、ユーザがネットワーク端末３からセンター４にアクセスした後に、自身のＩＤコードやパスワードを入力してログインしたとすると（ステップＳ２０）、ネットワーク端末３及びセンター４は先の図１を参照して説明したように動作する。すなわち、センター４は、入力されたＩＤコードやパスワードに基づいてユーザの認証が成立した場合には（ステップＳ２１）、車両の貸し出しを申請するための申請ページの情報をネットワーク端末３に送信する。これにより、ネットワーク端末３は、センター４から送信された情報に基づいて申請ページを表示する（ステップＳ２２）。その後、ユーザが申請ページにおいて複数の車両の中から車両１の貸し出しを申請したとすると、その旨がネットワーク端末３からセンター４に通知される。
【００２９】
センター４は、こうして車両１の貸し出し申請が行われると、電子キーシステムに必要な情報を生成する。具体的には、まず、暗号鍵Ｋｓをランダムに生成する（ステップＳ２３）。続いて、センター４に設けられたデータベースから、車両１に対応する車両ＩＤコード、暗号化プログラム、及び通信システムプログラムを取得するとともに（ステップＳ２４）、ユーザのＩＤコードに対応する電子キーＩＤコードを取得する（ステップＳ２５）。ここで、車両１に対応する暗号化プログラムとは、上記暗号化部１６に記憶されている暗号化プログラムに準じたプログラムである。また、通信システムプログラムとは、上記デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄに記憶される情報であって、変調処理や復調処理などを定義したプログラムである。一方、センター４のデータベースには、図６（ａ）に示すように、複数の車両Ｃ１〜Ｃｎに対応する車両ＩＤコードＩＤＣ１〜ＩＤＣｎ、暗号化プログラムｆ１（ｘ，ｙ）〜ｆｎ（ｘ，ｙ）、及び通信システムプログラムＰ１〜Ｐｎが記憶されている（但しｎは２以上の整数）。また、センター４のデータベースには、図６（ｂ）に示すように、ユーザのＩＤコードＩＤＵ１〜ＩＤＵｎに対応する電子キーＩＤコードＩＤＫ１〜ＩＤＫｎも記憶されている。そして、センター４は、こうしてデータベースから各情報を読み込んだ後、暗号鍵Ｋｓ及び暗号化プログラムに基づいて、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを生成する（ステップＳ２６）。また、センター４は、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラム、通信システムプログラム、及び車両ＩＤコードを適宜の書き込み装置を通じて記憶媒体５に書き込む（ステップＳ２７）。さらにセンター４は、ＤＣＭ通信などを通じて暗号鍵Ｋｓ及び電子キーＩＤコードを車載機１０に送信する。
【００３０】
一方、ソフトウェア無線機２では、ユーザによって記憶媒体５が装着部２８に装着されると（ステップＳ２８）、同記憶媒体５に記憶されている情報が上記情報更新制御部２６を通じて読み込まれる（ステップＳ２９）。これにより、記憶媒体５に記憶されている情報に基づいて、デジタル信号処理部２１ｄ，２２ｄのソフトウェア、暗号化部２５のソフトウェア、並びにＩＤコード用メモリ２４に記憶されている車両ＩＤコードがそれぞれ更新される（ステップＳ３０）。そして、こうした一連の処理を通じて、ソフトウェア無線機２が車両１の電子キーとして機能するようになる。
【００３１】
また一方、車載機１０では、暗号鍵Ｋｓ及び電子キーＩＤコードが上記ネットワーク通信部１３を介して受信されると、上記車両側制御部１４によってこれらの情報がメモリ１４ａに記憶される（ステップＳ３１）。これにより、車載機１０とソフトウェア無線機２との無線通信を通じて各種車両制御が実行されるようになる。
【００３２】
レンタカーシステムとしてのこうした構成によれば、車両の貸し出しの度に暗号鍵を変更することができるため、セキュリティ性が向上するようになる。またこのように、車両の貸し出しの度に暗号鍵を変更する場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部２５に記憶させれば、ソフトウェア無線機２は任意の暗号鍵に対応することができる。このため、ソフトウェア無線機２の汎用性を的確に確保することができるようになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態にかかるソフトウェア無線機によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）チャレンジコードの暗号化を行う部分として、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部２５を設けることとした。これにより、暗号化部の回路規模を小さくすることができるため、通信装置の小型化を図ることができるようになる。また、暗号鍵Ｋｓを記憶するための記憶装置が不要となるため、その分だけソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。さらに、ソフトウェア無線機２に暗号鍵Ｋｓそのものを記憶する必要がないため、暗号鍵Ｋｓの漏洩を防止することができ、ひいてはセキュリティ性が向上するようにもなる。一方、暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを書き換え可能とすることで、暗号鍵Ｋｓの変更を繰り返し行う場合であっても、暗号鍵の変更の都度、暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムを暗号化部２５に記憶させれば、任意の暗号鍵に対応することができる。したがって、ソフトウェア無線機としての汎用性を的確に確保することもできるようになる。
【００３４】
（２）暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムをセンター４で生成した上で、この生成した暗号化プログラムを記憶媒体５に記憶させることとした。また、ソフトウェア無線機２には、記憶媒体５が装着される装着部２８を設けることとした。さらに、ソフトウェア無線機２には、装着部２８に装着された記憶媒体５から暗号化プログラムを取り込むとともに、取り込んだ暗号化プログラムに基づいて暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを更新する情報更新制御部２６を設けることとした。これにより、ソフトウェア無線機２に記憶媒体５を装着するだけで暗号化プログラムを更新することができるため、暗号化プログラムの更新を容易に行うことができるようになる。
【００３５】
（３）暗号化部２５を、ＦＰＧＡにより構成することとした。これにより、暗号化部２５に記憶されている暗号化プログラムを容易に書き換えることができるようになる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００３６】
・暗号化部２５は、ＦＰＧＡを含め、暗号化を行うプログラムをソフトウェア的に定義、変更することができる適宜の集積回路などにより構成することが可能である。
・上記実施形態では、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムをソフトウェア無線機２に取り込むにあたり、携帯式の記憶媒体５を利用した。これに代えて、例えばソフトウェア無線機２とセンター４との間の無線通信を利用して、センター４からソフトウェア無線機２に暗号化プログラムを無線送信してもよい。なお、ソフトウェア無線機２とセンター４との間の無線通信としては、例えばインターネットなどのネットワーク通信を利用することができる。また、ネットワーク通信を利用する場合には、ソフトウェア無線機にネットワーク通信用の通信部を設ける必要がある。なおここでは、センター４が外部機器に相当する。このような構成によれば、暗号化プログラムを記憶媒体５に記憶させる作業や、記憶媒体５をソフトウェア無線機２に装着する作業などを省くことができるため、利便性が向上するようになる。また、ソフトウェア無線機２から装着部２８などの構成を省略することができるため、ソフトウェア無線機２の小型化を図ることができるようにもなる。
【００３７】
・上記実施形態では、本発明にかかる通信装置をソフトウェア無線機に採用することとしたが、これに代えて、例えば携帯電話機などの適宜の通信装置に適用することも可能である。
【００３８】
・上記実施形態では、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムの記憶媒体５への書き込みをセンター４が行うこととした。これに代えて、例えば図７に示すように、センター４がインターネットなどの通信ネットワークを利用してユーザが所有するネットワーク端末３に暗号化プログラムを送信した後、ネットワーク端末３において暗号化プログラムを記憶媒体５に書き込んでもよい。このような構成によれば、記憶媒体５の授受の作業を省くことができるため、利便性が向上するようになる。
【００３９】
・本発明にかかる通信装置は、上記車載機１０に適用することも可能である。この場合には、上記暗号化部１６に、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを記憶させればよい。また、上記センター４では、先の図５に例示した処理のうち、暗号鍵Ｋｓを車載機１０に送信する処理に代えて、暗号鍵Ｋｓを定数として暗号化を行う暗号化プログラムを車載機１０に送信する処理を行えばよい。
【００４０】
・上記実施形態では、本発明にかかる通信装置を、車両１とソフトウェア無線機２との間の無線通信を通じて車両１のドアの施解錠などを自動的に行う、いわゆるスマートエントリシステムに適用した。これに代えて、例えば携帯機に設けられたスイッチがオン操作されたときに携帯機から指令信号が発信されるとともに、同指令信号に基づいて車載機が車両ドアの施解錠を行う、いわゆるリモートキーレスエントリシステムに本発明にかかる通信装置を適用することも可能である。ちなみに、本発明にかかる通信装置をキーレスエントリシステムの携帯機に適用する場合には、指令信号に含まれる例えばＩＤコードやローリングカウンタなどの情報を暗号化する暗号化部に上記暗号化部２５に準じた構成を採用することが有効である。またこの場合、上記センター４では、先の図５に例示した処理のうち、暗号鍵に代えてローリングカウンタをランダムに生成するとともに、生成したローリングカウンタを携帯機及び車載機に送信すればよい。要は、通信対象と無線通信を行う際に、通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により所定の情報を暗号化する適宜の通信装置であれば、本発明にかかる通信装置を適用することが可能である。
【００４１】
＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項２に記載の通信装置において、前記取り込み手段は、前記暗号化プログラムを生成する外部機器と無線通信を行うための通信部を有し、該通信部を介して前記暗号化プログラムを取り込むものであることを特徴とする通信装置。同構成によれば、通信装置と外部機器との間で無線通信を行うだけで暗号化プログラムを書き換えることができるため、暗号化プログラムの更新にかかる利便性が向上するようになる。
【００４２】
（ロ）請求項２に記載の通信装置において、前記取り込み手段は、前記暗号化プログラムが記憶された携帯式の記憶媒体が装着される装着部を有し、該装着部に装着される前記記憶媒体から前記暗号化プログラムを取り込むものであることを特徴とする通信装置。同構成によれば、携帯式の記憶媒体に暗号化プログラムを記憶させた上で、この記憶媒体を装着部に装着するだけで暗号化プログラムを更新することができるため、暗号化プログラムの更新にかかる利便性が向上するようになる。
【００４３】
（ハ）請求項１〜３、並びに付記イ及びロのいずれか一項に記載の通信装置を電子キーとして用いるとともに、該電子キーと車両に設けられた車載機との間で無線通信を行うことにより車両の各種制御を実行することを特徴とする車両の電子キーシステム。本発明はこのように、車両の電子キーシステムの電子キーとして用いることが特に有効であり、これによりシステムとしての汎用性を確保しつつ、電子キーの小型化を図ることができるようになる。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ…通信エリア、Ｋｓ…暗号鍵、Ｒｃ…チャレンジコード、Ｔｃ…平文、Ｓａｃ…アック信号、Ｓｃａ…車両識別信号、Ｓｃｈ…チャレンジ信号、Ｓｒｅ…レスポンス信号、Ｓｗｋ…ウェイク信号、１…車両、２…ソフトウェア無線機、３…ネットワーク端末、４…センター、５…記憶媒体、１０…車載機、１１…送信部、１２…受信部、１３…ネットワーク通信部、１４…車両側制御部、１４ａ…メモリ、１５…制御対象、１６…暗号化部、２１…受信部、２１ａ…受信アンテナ、２１ｂ…高周波部、２１ｃ…Ａ／Ｄ変換部、２１ｄ…デジタル信号処理部、２２…送信部、２２ａ…送信アンテナ、２２ｂ…高周波部、２２ｃ…Ｄ／Ａ変換器、２２ｄ…デジタル信号処理部、２３…メイン制御部、２３ａ…メモリ、２４…ＩＤコード用メモリ、２５…暗号化部、２６…情報更新制御部、２７…インターフェース、２８…装着部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象に送信情報を送信するにあたり、前記通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により前記送信情報を暗号化してこれを送信する通信装置において、
前記送信情報の暗号化を行う部分として、前記暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部を備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置において、
前記暗号化プログラムを外部から取り込む取り込み手段と、該取り込み手段を通じて取り込んだ前記暗号化プログラムに基づいて前記暗号化部に記憶されている前記暗号化プログラムを更新する更新手段とを更に備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記暗号化部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）からなる
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項１】
通信対象に送信情報を送信するにあたり、前記通信対象の有する暗号鍵と共通の暗号鍵により前記送信情報を暗号化してこれを送信する通信装置において、
前記送信情報の暗号化を行う部分として、前記暗号鍵を定数として暗号化を行う暗号化プログラムが書き換え可能に記憶された暗号化部を備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置において、
前記暗号化プログラムを外部から取り込む取り込み手段と、該取り込み手段を通じて取り込んだ前記暗号化プログラムに基づいて前記暗号化部に記憶されている前記暗号化プログラムを更新する更新手段とを更に備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記暗号化部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）からなる
請求項１又は２に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７０１６７（Ｐ２０１２−７０１６７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２４４９（Ｐ２０１０−２１２４４９）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【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２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【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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