JP7036571B2 - Electronic lock system, electronic lock control device, unlocking method of electronic lock in electronic lock system - Google Patents
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本発明は、鍵が錠前に近接することにより自動的に解錠される電子錠システム、電子錠制御装置及び電子錠システムにおける電子錠の解錠方法に関する。 The present invention relates to an electronic lock system, an electronic lock control device, and a method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system, which is automatically unlocked when the key is brought close to the lock.
現在、使用者が鍵開けの操作を行うことなく、車両に近接するだけで車両のドア錠を自動的に解錠できるようにしたスマートエントリーシステムを採用した車両が製品化されている。 Currently, vehicles using a smart entry system that allows the user to automatically unlock the door lock of the vehicle just by approaching the vehicle without having to open the lock have been commercialized.
当該スマートエントリーシステムでは、車両に搭載されておりこの車両のドア錠の開閉制御を行う車載機が、電子鍵を起動させる為の起動信号を例えばLF帯を利用して無線送信する。電子鍵は、かかる起動信号を受信すると自身のID(identification)を例えばUHF帯を利用して無線送信する。車載機は、かかるIDを受信すると乱数等からなるトライコードを生成し、これをLF帯を利用して無線送信する。電子鍵は、このトライコードを受信すると、当該トライコードを暗号鍵で暗号化した暗号トライコードをUHF帯を利用して無線送信する。車載機は、かかる暗号トライコードを受信すると、当該暗号トライコードが、上記したように無線送信したトライコードに対応しているか否かを判定する。車載機は、受信した暗号トライコードが、無線送信したトライコードに対応していると判定された場合にだけ、車載機は車両のドア錠を解錠する。 In the smart entry system, the on-board unit mounted on the vehicle and controlling the opening / closing of the door lock of the vehicle wirelessly transmits an activation signal for activating the electronic key, for example, using the LF band. When the electronic key receives such an activation signal, it wirelessly transmits its own ID (identification) using, for example, the UHF band. When the on-board unit receives such an ID, it generates a tricode consisting of random numbers and the like, and wirelessly transmits this using the LF band. When the electronic key receives this tricode, it wirelessly transmits an encrypted tricode obtained by encrypting the tricode with an encryption key using the UHF band. Upon receiving the cryptographic tricode, the vehicle-mounted device determines whether or not the cryptographic tricode corresponds to the tricode transmitted wirelessly as described above. The on-board unit unlocks the door lock of the vehicle only when it is determined that the received cryptographic tricode corresponds to the wirelessly transmitted tricode.
ところで、このようなスマートエントリーシステムを採用した車両は、不正者が車載機と電子鍵との間の通信を増幅して中継することにより、車載機を不正に解錠するという、いわゆるリレーアタックと称されるセキュリティ攻撃を受ける虞がある。 By the way, a vehicle that adopts such a smart entry system has a so-called relay attack in which an unauthorized person illegally unlocks the in-vehicle device by amplifying and relaying the communication between the in-vehicle device and the electronic key. There is a risk of being subject to a so-called security attack.
リレーアタックでは、例えば駐車場等で車両のユーザが当該車両から十分に離れたところで、不正者が準備した高出力の無線中継機により、車載機及び使用者所有の電子鍵間における、解錠の為の上記した無線通信を中継する。これにより、車両のユーザが知らない間に、不正に車両のドア錠が解錠されてしまうのである。 In the relay attack, for example, when the user of the vehicle is sufficiently away from the vehicle in a parking lot or the like, a high-output wireless relay prepared by an unauthorized person is used to unlock the vehicle between the in-vehicle device and the electronic key owned by the user. The above-mentioned wireless communication for the purpose is relayed. As a result, the door lock of the vehicle is illegally unlocked without the user of the vehicle knowing.
そこで、このようなリレーアタックを防ぐ為に、車載機及び電子鍵間の無線通信に費やされた時間を計測し、その時間が適正範囲内にある場合にだけ、車載機が車両のドア錠を解錠するようにしたシステムが提案された(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to prevent such a relay attack, the time spent for wireless communication between the in-vehicle device and the electronic key is measured, and only when the time is within an appropriate range, the in-vehicle device locks the door of the vehicle. A system for unlocking the door has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載のシステムでは、車載機に搭載されているRF送受信部が、RF帯(10~数十メガヘルツ)のRFクロックに同期するチャレンジ信号を送信する。電子鍵としての携帯機は、かかるチャレンジ信号の受信に応答してレスポンス信号を送信する。車載機は、チャレンジ信号を送信した時点から、このレスポンス信号を受信するまでの時間間隔を計測し、その時間間隔が適正範囲内にある場合に、車両に対する操作を許可する。
In the system described in
また、車載機及び電子鍵間で3.1GHz~10.25GHzのUWB(Ultra Wide Band)の電波を用いた無線通信を行うことにより、車載機及び電子鍵間の距離を測定し、その距離が閾値以下である場合に、車両のドア錠を解錠するようにしたシステムが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the distance between the in-vehicle device and the electronic key is measured by performing wireless communication using UWB (Ultra Wide Band) radio waves of 3.1 GHz to 10.25 GHz between the in-vehicle device and the electronic key, and the distance is measured. A system has been proposed in which the door lock of the vehicle is unlocked when the value is equal to or less than the threshold value (see, for example, Patent Document 2).
ところで、上記した特許文献1では、その無線通信にLF帯のような比較的波長が長い電波を用いている。よって、例えば電子鍵側が自身のアンテナでチャレンジ信号を受信し、これを電子鍵内で生成されたクロック信号で取り込んでチャレンジ信号の検出を行う場合、そのチャレンジ信号の検出タイミングにはLF帯の波長に対応した分の誤差が生じる。
By the way, in the above-mentioned
これにより、電子鍵側がレスポンス信号を送信するタイミングにも、その誤差分に対応した時間差が生じるため、車両の使用者がこの車両に対応した電子鍵を所持して近づいても車両のドアを解錠できないという誤動作を生じさせる虞があった。 As a result, the timing at which the electronic key side transmits the response signal also has a time difference corresponding to the error, so even if the vehicle user has the electronic key corresponding to this vehicle and approaches, the door of the vehicle is opened. There was a risk of causing a malfunction that the lock could not be performed.
また、特許文献2のように、車載機及び電子鍵間の距離を測定するために、3GHz帯の高周波の電波を使用する場合には専用の送信器を新たに設ける必要があり、コスト高を招くという問題が生じる。 Further, as in Patent Document 2, when a high frequency radio wave in the 3 GHz band is used in order to measure the distance between the in-vehicle device and the electronic key, it is necessary to newly provide a dedicated transmitter, which increases the cost. The problem of inviting arises.
そこで、本発明は、コスト高を抑え且つ誤動作することなくリレーアタックを防止することが可能な電子錠システム、電子錠制御装置、及び電子錠システムにおける電子錠の解錠方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic lock system, an electronic lock control device, and a method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system, which can suppress a high cost and prevent a relay attack without malfunction. And.
本発明に係る電子錠システムは、電子錠の解錠制御を行う電子錠制御部と、電子鍵と、を含む電子錠システムであって、前記電子錠制御部は、クロック同期信号を受信し、受信した前記クロック同期信号に第1のクロック信号を同期させる同期処理を行うクロック同期部と、前記同期処理の終了後に、前記第1のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信する第1の送信部と、応答信号に対応した変調応答信号を受信し、受信した前記変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得する第1の受信部と、前記変調計測開始信号が生成されてから、前記第1の受信部で前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠する解錠指令部と、を含み、前記電子鍵は、第2のクロック信号に同期した信号を前記クロック同期信号として生成するクロック同期信号生成部と、前記変調計測開始信号を受信し、受信した前記変調計測開始信号に位相復調処理を施すことで前記計測開始信号を取得する第2の受信部と、前記クロック同期信号を無線送信し、前記計測開始信号の取得に応じて応答信号を生成し、前記第2のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を前記応答信号で位相変調することで前記変調応答信号を生成してこれを無線送信する第2の送信部と、を含む。 The electronic lock system according to the present invention is an electronic lock system including an electronic lock control unit that controls unlocking of the electronic lock and an electronic key, and the electronic lock control unit receives a clock synchronization signal and receives a clock synchronization signal. The measurement start signal is a clock synchronization unit that performs synchronization processing that synchronizes the first clock signal with the received clock synchronization signal, and a carrier signal having a phase synchronized with the first clock signal after the synchronization processing is completed. The response is performed by receiving a first transmission unit that generates a phase-modulated modulation measurement start signal and wirelessly transmitting the signal, a modulation response signal corresponding to the response signal, and performing phase demodulation processing on the received modulation response signal. When the delay time required from the generation of the first receiving unit for acquiring the signal and the acquisition of the response signal by the first receiving unit after the modulation measurement start signal is generated is equal to or less than a predetermined time. The electronic key includes an unlock command unit for unlocking the electronic lock, a clock synchronization signal generation unit that generates a signal synchronized with the second clock signal as the clock synchronization signal, and a modulation measurement start signal. The clock synchronization signal is wirelessly transmitted to the second receiving unit that receives and acquires the measurement start signal by performing phase demodulation processing on the received modulation measurement start signal, and in response to the acquisition of the measurement start signal. A second transmission unit that generates a response signal and phase-modulates a carrier signal having a phase synchronized with the second clock signal with the response signal to generate the modulation response signal and wirelessly transmit the modulation response signal. including.
本発明に係る電子錠制御装置は、電子錠の解錠制御を行う電子錠制御装置であって、クロック同期信号を受信し、受信した前記クロック同期信号にクロック信号を同期させる同期処理を行うクロック同期部と、前記同期処理の終了後に、前記クロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信する送信部と、応答信号に対応した位相変調応答信号を受信し、受信した前記位相変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得する受信部と、前記変調計測開始信号が生成されてから、前記受信部で前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠する解錠指令部と、を有する。 The electronic lock control device according to the present invention is an electronic lock control device that controls unlocking of an electronic lock, and is a clock that receives a clock synchronization signal and performs synchronization processing that synchronizes a clock signal with the received clock synchronization signal. Corresponds to a synchronization unit, a transmission unit that generates a modulation measurement start signal in which a carrier signal having a phase synchronized with the clock signal is phase-modulated with a measurement start signal and wirelessly transmits the modulation measurement start signal after the synchronization processing is completed, and a response signal. A receiving unit that receives the phase-modulated response signal and obtains the response signal by performing phase demodulation processing on the received phase-modulated response signal, and a receiving unit after the modulation measurement start signal is generated. It has an unlock command unit for unlocking the electronic lock when the delay time required for acquiring the response signal is not more than a predetermined time.
本発明に係る電子錠システムにおける電子錠の解錠方法は、電子錠の解錠制御を行う電子錠制御部と、電子鍵と、を含む電子錠システムにおける電子錠の解錠方法であって、前記電子錠制御部は、クロック同期信号を受信した場合に前記クロック同期信号に第1のクロック信号を同期させる同期処理を行い、前記同期処理の終了後に、前記第1のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信し、応答信号に対応した変調応答信号を受信した場合に前記変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得し、前記変調計測開始信号が生成されてから、前記第1の受信部で前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠し、前記電子鍵は、前記クロック同期信号を無線送信し、第2のクロック信号に同期した信号を前記クロック同期信号として生成し、前記変調計測開始信号を受信した場合に前記変調計測開始信号に位相復調処理を施すことで前記計測開始信号を取得し、前記計測開始信号の取得に応じて応答信号を生成し、前記第2のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を前記応答信号で位相変調することで前記変調応答信号を生成してこれを無線送信する。 The method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system according to the present invention is a method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system including an electronic lock control unit that controls unlocking of the electronic lock and an electronic key. When the electronic lock control unit receives the clock synchronization signal, the electronic lock control unit performs synchronization processing for synchronizing the first clock signal with the clock synchronization signal, and after the synchronization processing is completed, the phase synchronized with the first clock signal. By generating a modulation measurement start signal obtained by phase-modulating a carrier signal having a The electronic lock is released when the delay time from the acquisition of the response signal and the generation of the modulation measurement start signal to the acquisition of the response signal by the first receiving unit is equal to or less than a predetermined time. Locked, the electronic key wirelessly transmits the clock synchronization signal, generates a signal synchronized with the second clock signal as the clock synchronization signal, and receives the modulation measurement start signal, the modulation measurement start signal. By performing phase demodulation processing on the above, the measurement start signal is acquired, a response signal is generated in response to the acquisition of the measurement start signal, and a carrier signal having a phase synchronized with the second clock signal is used as the response signal. The modulation response signal is generated by phase modulation and transmitted wirelessly.
本発明では、先ず、電子錠の解錠を行う電子錠制御部で用いるクロック信号と、電子鍵で用いるクロック信号とを同期させる。引き続き、電子錠制御部が、計測開始信号を無線送信してから、この計測開始信号の受信に応じて電子鍵が無線送信した応答信号を受信するまでに掛かる遅延時間を計測し、この計測した遅延時間が所定時間以内である場合にだけ電子錠を解除する。つまり、電子鍵と電子錠制御部との間の物理的な距離(遅延時間にに相当)が所定距離内である場合にだけ電子錠を解錠する。 In the present invention, first, the clock signal used in the electronic lock control unit that unlocks the electronic lock and the clock signal used in the electronic key are synchronized. Subsequently, the electronic lock control unit measured and measured the delay time required from the wireless transmission of the measurement start signal to the reception of the response signal wirelessly transmitted by the electronic key in response to the reception of the measurement start signal. The electronic lock is released only when the delay time is within the specified time. That is, the electronic lock is unlocked only when the physical distance (corresponding to the delay time) between the electronic key and the electronic lock control unit is within a predetermined distance.
この際、リレーアタックを受けると、上記した遅延時間が所定時間よりも長くなる、つまり、電子鍵と電子錠制御部との間の物理的な距離が所定距離よりも離れているので、電子錠の解錠は行われない。 At this time, when the relay attack is received, the above-mentioned delay time becomes longer than the predetermined time, that is, the physical distance between the electronic key and the electronic lock control unit is longer than the predetermined distance, so that the electronic lock Will not be unlocked.
よって、リレーアタックによる不正なドアの解錠を防止することが可能となる。 Therefore, it is possible to prevent unauthorized unlocking of the door by a relay attack.
更に、本発明では、上記した無線通信を行う際の変調方式として、クロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号(応答信号)で位相変調する位相変調を採用している。 Further, in the present invention, as a modulation method for performing the above-mentioned wireless communication, phase modulation is adopted in which a carrier signal having a phase synchronized with a clock signal is phase-modulated with a measurement start signal (response signal).
よって、電子錠制御部(又は電子鍵)が受信する信号は、クロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を応答信号(又は計測開始信号)で位相変調した位相変調信号である。これにより、電子錠制御部(又は電子鍵)の復調部では、位相変調信号中の位相変化点を、応答信号(又は計測開始信号)の信号レベル(論理レベル0又は1)の遷移点として検知することができる。よって、当該復調部では、応答信号(又は計測開始信号)に対応した位相変調信号をアンテナで受信した時点から、常に所定の一定時間経過後に、応答信号(又は計測開始信号)を取得することが可能となる。
Therefore, the signal received by the electronic lock control unit (or electronic key) is a phase modulation signal in which a carrier signal having a phase synchronized with the clock signal is phase-modulated with a response signal (or measurement start signal). As a result, the demodulation unit of the electronic lock control unit (or electronic key) detects the phase change point in the phase modulation signal as the transition point of the signal level (
つまり、電子錠制御部(又は電子鍵)内では位相変調信号を受信してから応答信号(又は計測開始信号)を取得するまでに掛かる時間が一定となる。これにより、スマートエントリーシステムで一般的に使用されている帯域(例えばUHF)の搬送波信号を用いても、電子錠制御部及び電子鍵間の距離をメートル単位で精度良く計測することが可能となる。 That is, in the electronic lock control unit (or electronic key), the time required from receiving the phase modulation signal to acquiring the response signal (or measurement start signal) is constant. This makes it possible to accurately measure the distance between the electronic lock control unit and the electronic key in meters even if a carrier signal in a band (for example, UHF) generally used in a smart entry system is used. ..
従って、本発明によれば、コスト高を抑え且つ誤動作することなくリレーアタックを防止することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a high cost and prevent a relay attack without malfunction.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電子錠システム100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、電子錠システム100は、電子錠制御部200、電子鍵300、及び電子錠400を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an
電子錠制御部200は、例えば車両に搭載されており、電子鍵300との双方向の無線通信によって解錠の許可が下された場合に、解錠を促す解錠指令信号LKを電子錠400に供給する。電子鍵300は、車両のドア錠を解錠する為の「鍵」として機能する、携帯可能な無線通信端末である。電子錠400は、車両のドア錠であり、解錠指令信号LKに応じて解錠する。
The electronic
図2は、電子錠制御部200及び電子鍵300間で実施される解錠処理の一例を示す通信フロー図である。
FIG. 2 is a communication flow diagram showing an example of an unlocking process performed between the electronic
図2において、電子錠制御部200は、例えば30kHz~300kHzのLF(Low Frequency)帯の電波で、電子鍵300を起動させる起動信号を無線送信する(ステップS11)。ステップS11の実行後、電子錠制御部200は、所定の鍵識別子を表す鍵ID(identification)信号を受信したか否かを判定する(ステップS12)。
In FIG. 2, the electronic
電子錠制御部200は、ステップS12において鍵ID信号を受信したと判定した場合、乱数発生器で発生した乱数からなるトライコードを、LF帯の電波で無線送信する(ステップS13)。ステップS13の実行後、電子錠制御部200は、ステップS13で無線送信したトライコードに対応した適正な暗号トライコードを受信したか否かを判定する(ステップS14)。
When the electronic
尚、電子錠制御部200は、上記ステップS12で鍵ID信号を受信していないと判定した場合、又は上記ステップS14で適正な暗号トライコードを受信していないと判定した場合、上記ステップS11に戻り、再び前述した一連の動作を実行する。
If the electronic
この間、電子鍵300は、起動信号を受信したか否かを判定し(ステップS21)、起動信号を受信したと判定した場合に所定の鍵ID信号を、例えば300MHz~3GHzのUHF(Ultra High Frequency)帯の電波で無線送信する(ステップS22)。電子鍵300は、ステップS22の実行後、ステップS21に戻り、再び前述した動作を行う。
During this time, the
電子鍵300は、ステップS21において、起動信号を受信していないと判定した場合には、トライコードを受信したか否かを判定する(ステップS23)。かかるステップS23において、トライコードを受信したと判定した場合、電子鍵300は、このトライコードに所定の暗号鍵を用いた暗号化演算を施して得られた暗号トライコードを、UHF帯の電波で無線送信する(ステップS24)。ステップS24の実行後、電子鍵300は、ステップS21に戻り、再び前述した動作を行う。
If it is determined in step S21 that the
この間、電子錠制御部200は、上記ステップS14で適正な暗号トライコードを受信したと判定した場合、クロック同期要求信号をLF帯の電波で無線送信する(ステップS15)。
During this time, when the electronic
ここで、電子鍵300は、上記ステップS23において、トライコードを受信していないと判定した場合、クロック同期要求信号を受信したか否かの判定を行う(ステップS25)。かかるステップS25において、クロック同期要求信号を受信していないと判定した場合、電子鍵300は、ステップS21に戻り、再び前述した動作を行う。一方、当該ステップS25において、クロック同期要求信号を受信したと判定した場合、電子鍵300は、自身のクロック信号に位相同期したクロック同期信号を、UHF帯の電波で無線送信する(ステップS26)。ステップS26の実行後、電子鍵300は、計測開始信号を受信したか否かの判定を行う(ステップS27)。かかるステップS27において、計測開始信号を受信していないと判定した場合、電子鍵300は、上記ステップS21に戻り、再び前述した一連の動作を行う。
Here, when it is determined in step S23 that the
電子錠制御部200は、クロック同期信号を受信すると、当該クロック同期信号の位相に自身のクロック信号を同期させる同期処理を行う(ステップS16)。ステップS16の実行後、電子錠制御部200は、計測開始信号をUHF帯(例えば300MHz)の電波で無線送信する(ステップS17)。更に、電子錠制御部200は、この計測開始信号を無線送信した時点から、時間の計時を開始する。ステップS17の実行後、電子錠制御部200は、計測開始信号を無線送信した時点から所定時間内に、電子鍵300から無線送信された応答信号を受信したか否かを判定する(ステップS18)。かかるステップS18において、所定時間内に応答信号を受信していないと判定された場合、電子錠制御部200は、上記ステップS11に戻り、再び前述した一連の動作を実行する。
When the electronic
ここで、電子鍵300が、上記ステップS27において計測開始信号を受信したと判定した場合、これに応答する応答信号をUHF帯(例えば300MHz)の電波で無線送信する(ステップS28)。ステップS28の実行後、電子鍵300は、上記ステップS21に戻り、再び前述した一連の動作を行う。
Here, when it is determined that the
電子錠制御部200は、上記ステップS18において所定時間内に応答信号を受信したと判定した場合、解錠指令信号LKを電子錠400に供給する(ステップS19)。電子錠400は、この解錠指令信号LKに応じて車両のドアを解錠する。一方、かかるステップS18において、所定時間内に応答信号を受信していないと判定した場合、電子錠制御部200は、上記ステップS11に戻り、再び前述した一連の動作を実行する。すなわち、この際、電子錠400は解錠されない。
When the electronic
このように、図2に示す解錠処理では、車両に搭載されている電子錠制御部200が、所定の時間間隔で、電子鍵300を起動させる為の起動信号を無線送信する(S11)。ここで、電子鍵300を所持するユーザがこの車両に近づくと、電子鍵200は、電子錠制御部200から無線送信された起動信号を受信し、この電子鍵固有の鍵IDを無線送信する(S21、S22)。電子錠制御部200は、この鍵IDを受信すると、乱数からなるトライコードを無線送信する(S12、S13)。電子鍵300は、かかるトライコードを受信すると、このトライコードに所定の暗号鍵を用いた暗号化演算を施して得られた暗号トライコードを無線送信する(S23、S24)。電子錠制御部200は、受信した暗号トライコードが適切なものであるか否かを判定する(S14)。
As described above, in the unlocking process shown in FIG. 2, the electronic
ここで、適正な暗号トライコードを受信した場合にだけ、電子錠制御部200及び電子鍵300は、ステップS15~S18及びS25~S28によるリレーアタック防止処理の実行に移行する。当該リレーアタック防止処理は、ステップS15、S16、S25及びS26によるクロック同期処理と、ステップS17、S18、S27及びS28による遅延時間計測処理と、を含む。
Here, only when an appropriate cryptographic tricode is received, the electronic
クロック同期処理では、先ず、電子錠制御部200から無線送信されたクロック同期要求(S15)に応じて、電子鍵300は、自身のクロック信号に位相同期したクロック同期信号を電子錠制御部200に送信する。電子錠制御部200は、受信したクロック同期信号に、自身のクロック信号の位相を同期する(S16)。
In the clock synchronization process, first, in response to the clock synchronization request (S15) wirelessly transmitted from the electronic
よって、当該クロック同期処理(S15、S16、S25及びS26)によれば、電子鍵300の内部で用いられるクロック信号に、電子錠制御部200の内部で用いられるクロック信号の位相が同期する。
Therefore, according to the clock synchronization process (S15, S16, S25 and S26), the phase of the clock signal used inside the electronic
そして、このクロック同期処理に続く遅延時間計測処理では、先ず、電子錠制御部200が計測開始信号を無線送信する(S17)。電子鍵300は、受信した計測開始信号に応答する応答信号を無線送信する(S27、S28)。ここで、電子錠制御部200は、計測開始信号を無線送信してから、当該計測開始信号の受信に応じて電子鍵200が無線送信した応答信号を受信するまでに掛かる遅延時間を計測し、所定時間内に当該応答信号を受信したか否かを判定する(S18)。この際、所定時間内に応答信号を受信したと判定した場合にだけ解錠許可を下し、電子錠400を解錠する(S19)。つまり、電子錠制御部200が計測開始信号を無線送信してから、応答信号を受信するまでに掛かる時間が所定時間を超える場合には、電子錠400の解錠は行われない。
Then, in the delay time measurement process following the clock synchronization process, first, the electronic
ここで、上記した所定時間は、電子錠制御部200及び電子鍵300間の距離が例えば5メートルである場合に、電子錠制御部200が計測開始信号を送信してから、電子鍵300からの応答信号を受信するまでに掛かる遅延時間長に設定されている。よって、電子鍵300が電子錠制御部200から5メートル以上離れている場合には、車両ドアは解錠されない。
Here, during the above-mentioned predetermined time, when the distance between the electronic
すなわち、不正者は、自身が不正者であることを確認されないように、電子鍵300を所持しているユーザが車両から例えば5メートル以上離れてから、前述したようなリレーアタックを仕掛ける。これにより、電子錠制御部200が計測開始信号を送信してから、電子鍵300からの応答信号を受信するまでに掛かる時間は、必ず上記した所定時間よりも長くなる。
That is, the fraudster launches the relay attack as described above after the user holding the
よって、リレーアタックにより、仮に電子錠制御部200が適正な暗号トライコードを受信してしまっても、車両のドアは解錠されない。
Therefore, even if the electronic
従って、図2に示される解錠処理によれば、リレーアタックによる不正な車両ドアの解錠を防止することが可能となる。 Therefore, according to the unlocking process shown in FIG. 2, it is possible to prevent unauthorized unlocking of the vehicle door by the relay attack.
尚、上記したような解錠処理を実現するには、電子錠制御部200が計測開始信号を送信してから応答信号を受信するまでに掛かる時間、つまり電子錠制御部200及び電子鍵300間の物理的な距離を、少なくともメートル単位で計測する必要がある。
In order to realize the unlocking process as described above, the time required from the electronic
そこで、図1に示される電子錠システム100では、電子錠制御部200及び電子鍵300として以下の構成を採用している。
Therefore, in the
図3は、電子錠制御部200の内部構成の一例を示すブロック図である。尚、図3では、電子錠制御部200として、上記したステップS15~S19及びS25~S28によるリレーアタック防止処理を行う為に必要となる構成を抜粋して示している。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the electronic
図3において、クロック同期要求信号生成部21は、解錠指令生成部41から供給された送信指令X1に応じて、クロック信号CK1に同期している2値(論理レベル0、1)のビット列からなるクロック同期要求信号CRQを生成して出力する。クロック同期要求信号生成部21は、クロック同期要求信号CRQを送信アンプ22に供給する。
In FIG. 3, the clock synchronization request signal generation unit 21 starts from a binary (
計測開始信号生成部23は、解錠指令生成部41から供給された送信指令X2に応じて、クロック信号CK1に同期している2値のビット列、例えば図4に示すようなビット列[10111001]からなる計測開始信号DMを生成して出力する。計測開始信号生成部23は、出力した計測開始信号DMを位相変調部24及び遅延計測部40に供給する。
The measurement start
位相変調部24は、クロック信号CK1に同期した位相を有するUHF帯の例えば300MHzの搬送波信号を、計測開始信号DMで位相変調する2相位相変調(BPSK:binary phase-shift keying)にて得られた変調計測開始信号PMを送信アンプ22に供給する。
The
図5は、位相変調部24の内部構成の一例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the
図5において、インバータ220は、計測開始信号DMの位相を反転した信号をミキサ221に供給する。電圧制御水晶発振器としてのVCXO(Voltage-Controlled Crystal Oscillator)222は、搬送波信号として、クロック信号CK1に位相同期した例えば300MHzの発振信号Vfを発生し、これをミキサ221及び180度位相反転部223に供給する。
In FIG. 5, the
ミキサ221は、2値のビット列からなる計測開始信号DMの位相を反転した信号に、発振信号Vfを乗算して得られた乗算結果を出力し、これを加算器224に供給する。
The
180度位相反転部223は、発振信号Vfの位相を180度反転した反転発振信号Vfbを生成し、これをミキサ225に供給する。
The 180-degree
ミキサ225は、上記した計測開始信号DMに反転発振信号Vfbを乗算して得られた乗算結果を出力し、これを加算器224に供給する。
The
加算器224は、ミキサ221の出力と、ミキサ225の出力とを加算した加算結果を表す信号を、変調計測開始信号PMとして出力する。
The
上記した構成により、位相変調部24は、例えば図4に示す発振信号Vf(搬送波信号)を、2値のビット列[10111001]からなる計測開始信号DMで位相変調した、図4に示す波形を有する変調計測開始信号PMを生成する。
With the above configuration, the
図3に示す送信アンプ22は、当該変調計測開始信号PM、又は上記したクロック同期要求信号CRQを増幅し、これをアンテナ26を介して無線送信する。
The
受信アンプ27は、アンテナ26を介して受信した信号を増幅した受信信号RFを位相復調部28及びクロック同期部29に供給する。
The receiving
位相復調部28は、受信信号RFに対して、クロック信号CK1に同期した位相を有する搬送波信号を用いた位相復調処理を施すことで、2値のビット列からなる復調データ信号PDを生成する。
The
図6は、位相復調部28の内部構成の一例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the
図6において、電圧制御水晶発振器としてのVCXO281は、クロック信号CK1に位相同期した搬送波信号としての例えば300MHzの発振信号Vfを発生し、これをミキサ282及び180度位相反転部283に供給する。
In FIG. 6, the VCXO281 as a voltage-controlled crystal oscillator generates an oscillation signal Vf of, for example, 300 MHz as a carrier signal phase-synchronized with the clock signal CK1, and supplies this to the
ミキサ282は、受信信号RFに発振信号Vfを乗算して得られた乗算結果を出力し、これをビット判定部284に供給する。
The
180度位相反転部283は、発振信号Vfの位相を180度反転した反転発振信号Vfbを生成し、これをミキサ285に供給する。
The 180-degree
ミキサ285は、受信信号RFに反転発振信号Vfbを乗算して得られた乗算結果を出力し、これをビット判定部284に供給する。
The
ビット判定部284は、ミキサ282及び285各々の出力結果に基づき、例えば発振信号Vfの2周期毎に表されるビットの論理レベルが、論理レベル0であるのか、或いは論理レベル1であるのかを判定する。そして、ビット判定部284は、その判定結果に基づく2値のビット列からなる復調データ信号PDを生成して、図3に示す遅延計測部40に供給する。
Based on the output results of the
例えばビット列[111001]からなる応答信号に対応した受信信号RFが位相復調部28に供給された場合、図7に示す発振信号Vf及び反転発振信号Vfbにより、ミキサ282及び285は夫々、図7に示す波形を有する信号を出力する。ここで、ビット判定部284は、ミキサ282から出力された信号のレベルが所定の振幅中心値Th1より低く且つミキサ285から出力された信号のレベルが振幅中心値Th1以上である場合には、論理レベル0と判定する。また、ビット判定部284は、ミキサ282から出力された信号のレベルが所定の振幅中心値Th1以上であり且つミキサ285から出力された信号のレベルが振幅中心値Th1より低い場合には、論理レベル1と判定する。
For example, when the received signal RF corresponding to the response signal consisting of the bit string [111001] is supplied to the
よって、図7に示す波形を有する受信信号RFに応じて、ビット判定部284は、2値のビット列[111001]からなる応答信号を表す復調データ信号PDを生成し、これを遅延計測部40に供給する。
Therefore, according to the received signal RF having the waveform shown in FIG. 7, the
図3に示すクロック同期部29は、搬送波信号と同一周波数のクロック信号、例えば300MHzのクロック信号を、クロック信号CK1として生成する。クロック同期部29は、クロック信号CK1をクロック同期要求信号生成部21、位相変調部24、計測開始信号生成部23、位相復調部28及び遅延計測部40に供給する。
The
尚、クロック同期部29は、受信信号RFに含まれるクロック同期信号に応じて、クロック信号CK1の位相を当該クロック同期信号に同期させる同期処理を行う。
The
図8は、クロック同期部29の内部構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the
図8に示すように、クロック同期部29は、位相比較器291、ループフィルタ292及び電圧制御水晶発振器としてのVCXO293を有する、いわゆるPLL(phase locked loop)回路である。
As shown in FIG. 8, the
位相比較器291は、受信信号RFに含まれるクロック同期信号とクロック信号CK1との位相差を表す位相誤差信号をループフィルタ292を介してVCXO293に供給する。VCXO293は、当該位相誤差信号に基づいて周波数を変更したクロック信号CK1を出力する。
The
図9は、受信信号RFに含まれるクロック同期信号のフォーマットの一例を表す波形図である。図9に示すように、クロック同期信号は、2値のビット列[1101]からなるヘッダ部と、論理レベル0のビットが16個連続する同期信号部と、同期信号の最後尾を表すビット列[11]からなるエンド部とを含むクロック同期パターンに対応したものである。つまり、クロック同期信号は、上記した搬送波信号を、クロック同期パターン[1101000000000000000011]で位相変調したものである。
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the format of the clock synchronization signal included in the received signal RF. As shown in FIG. 9, the clock synchronization signal includes a header portion consisting of a binary bit string [1101], a synchronization signal portion in which 16 bits of
図3に示す遅延計測部40は、カウント開始部401、カウンタ402、応答判定部403、及びカウント停止部404を含む。
The
カウント開始部401は、計測開始信号生成部23から計測開始信号DMが出力されたときに、カウント動作の開始を指示するカウント開始信号STAをカウンタ402に供給する。
When the measurement start signal DM is output from the measurement start
応答判定部403は、位相復調部28から供給された復調データ信号PDが応答信号を表すか否かを判定する。すなわち、応答判定部403は、復調データ信号PDが例えば2値のビット列[111001]を含む場合に、応答信号を検出したことを表す応答検出信号RPDをカウンタ停止部404に供給する。
The
カウンタ停止部404は、当該応答検出信号RPDに応じて、カウント動作の停止を指示するカウント停止信号STPをカウンタ402に供給する。
The counter stop unit 404 supplies the
カウンタ402は、カウント開始信号STAに応じて、例えば初期値「0」からクロック信号CK1のパルス数のカウントを開始する。また、カウンタ402は、カウント停止信号STPに応じて、クロック信号CK1のパルス数のカウント動作を停止し、その停止時点でのカウント値を、カウント値CNVとして解錠指令生成部41に供給する。尚、当該カウント値CNVは、電子錠制御部200が計測開始信号を無線送信してから、当該計測開始信号の受信に応じて電子鍵300が無線送信した応答信号を受信するまでに掛かる遅延時間、つまり電子錠制御部200及び電子鍵300間の距離に対応している。
The
解錠指令生成部41は、図2に示されるステップS15~S19に示される動作を実行する。例えば、解錠指令生成部41は、図2に示すステップS15において、送信指令X1をクロック同期要求信号生成部21に供給することにより、クロック同期要求信号生成部21に対してクロック同期要求信号CRQの生成を促す。 The unlock command generation unit 41 executes the operations shown in steps S15 to S19 shown in FIG. For example, the unlock command generation unit 41 supplies the transmission command X1 to the clock synchronization request signal generation unit 21 in step S15 shown in FIG. 2 to supply the clock synchronization request signal generation unit 21 to the clock synchronization request signal CRC. Prompt the generation of.
また、解錠指令生成部41は、図2に示すステップS17において、送信指令X2を計測開始信号生成部23に供給することにより、計測開始信号生成部23に対して計測開始信号DMの生成を促す。
Further, in step S17 shown in FIG. 2, the unlock command generation unit 41 supplies the measurement start
更に、解錠指令生成部41は、ステップS18において、カウント値CNVが所定閾値未満であるか否かを判定する。ここで、当該カウント値CNVが所定閾値未満であると判定された場合に、解錠指令生成部41は、ステップS19において、電子錠400を解錠させる解錠指令信号LKを電子錠400に供給する。
Further, the unlock command generation unit 41 determines in step S18 whether or not the count value CNV is less than a predetermined threshold value. Here, when it is determined that the count value CNV is less than a predetermined threshold value, the unlock command generation unit 41 supplies the
図10は、電子鍵300の内部構成の一例を示すブロック図である。尚、図10では、電子鍵300の内部構成として、上記したステップS15~S18及びS25~S28によるリレーアタック防止処理を行う為に必要となる構成を抜粋して示している。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the
図10において、受信アンプ31は、アンテナ30を介して受信した信号を増幅し、増幅された信号を受信信号RFQとして位相復調部32に供給する。
In FIG. 10, the receiving
位相復調部32は、受信信号RFQに対して、クロック信号CK2に同期した位相を有する搬送波信号を用いた位相復調処理を施すことにより、2値のビット列からなる復調データ信号PDQを生成し、これを計測開始判定部33に供給する。尚、位相復調部32の内部構成は、図6に示す位相復調部28の内部構成と同一である。
The
計測開始判定部33は、復調データ信号PDQが計測開始信号を表すか否かを判定する。すなわち、計測開始判定部33は、復調データ信号PDQが例えば2値のビット列[10111001]を含む場合に、計測開始信号を検出したことを表す遅延計測検出信号DTMをカウンタ34及び制御部35に供給する。
The measurement start
カウンタ34は、遅延計測検出信号DTMが供給された時点からクロック信号CK1のパルス数をカウントし、そのカウント値をカウント値Tmとして制御部35に供給する。
The counter 34 counts the number of pulses of the clock signal CK1 from the time when the delay measurement detection signal DTM is supplied, and supplies the count value to the
制御部35は、図2に示されるステップS21~S28に示される動作を実行する。例えば、制御部35は、図2に示すステップS26において、送信指令Y1をクロック同期信号生成部36に供給することにより、クロック同期信号生成部36に対してクロック同期信号の生成を促す。
The
尚、制御部35に含まれる応答開始制御部は、現時点でトライコードの暗号化演算が終了している場合には、遅延計測検出信号DTMに応じて、図2に示すステップS28のタイミングで送信指令Y1をクロック同期信号生成部36に供給する。一方、現時点でトライコードの暗号化演算が終了していない場合には、応答開始制御部は、カウンタ34から供給されたカウント値Tmが、トライコードの暗号化演算に費やされる時間に対応したカウント値と等しくなったときに、送信指令Y2を応答信号生成部37に供給する。
The response start control unit included in the
クロック同期信号生成部36は、送信指令Y1に応じて、上記した搬送波信号を例えば図9に示すような、2値のビット列[1101000000000000000011]からなるクロック同期パターンで位相変調したクロック同期信号SYCを生成する。クロック同期信号生成部36は、クロック同期信号SYCを送信アンプ38に供給する。
The clock synchronization
応答信号生成部37は、上記した送信指令Y2に応じて、クロック信号CK2に同期した、例えば2値のビット列[111001]からなる応答信号RSPを生成し、これを位相変調部39に供給する。
The response
位相変調部39は、クロック信号CK2に同期した位相を有する、例えば300MHzの搬送波信号を、2値のビット列[111001]からなる応答信号RSPで位相変調した変調応答信号PMQを生成し、これを送信アンプ38に供給する。尚、位相変調部39の内部構成は、図5に示す位相変調24の内部構成と同一である。
The
クロック生成部50は、当該搬送波信号と同一周波数を有するクロック信号を生成し、これを上記したクロック信号CK2として、位相復調部32、クロック同期信号生成部36、応答信号生成部37、及び位相変調部39に供給する。
The
送信アンプ38は、上記した変調応答信号PMQ、又はクロック同期信号SYCを増幅し、これをアンテナ30を介して無線送信する。
The
このように、電子錠制御部200及び電子鍵300では、電子錠制御部200が計測開始信号を無線送信してから、電子鍵300からの応答信号を受信するまでに掛かる遅延時間を、カウンタ402がクロック信号CK1のパルス数をカウントすることで計測している。
As described above, in the electronic
この遅延時間は、主に以下の(1)~(8)の合計時間となる。 This delay time is mainly the total time of the following (1) to (8).
(1)電子錠制御部200の位相変調部24での処理時間
(2)電子錠制御部200及び電子鍵300間の空間を電波が伝わる時間
(3)電子鍵300の位相復調部32の処理時間
(4)電子鍵300内で応答信号RSPを生成するのに掛かる時間
(5)電子鍵300の位相変調部39の処理時間
(6)電子鍵300及び電子錠制御部200間の空間を電波が伝わる時間
(7)電子錠制御部200の位相復調部28の処理時間
(8)電子錠制御部200の応答判定部403の処理時間
尚、クロック同期処理(S15、S16、S25及びS26)により、電子錠制御部200のクロック信号CK1と電子鍵300のクロック信号CK2の位相が同期している。これにより、上記(1)~(8)のうちで、(1)、(3)~(5)、(7)及び(8)での各処理時間は固定値となる。
(1) Processing time in the
よって、カウンタ402がクロック信号のパルス数をカウントして得たカウント値CNVは、上記した(2)及び(6)、すなわち電子錠制御部200及び電子鍵300の間を電波が1往復する時間、つまり電子錠制御部200及び電子鍵300間の物理的な距離によって変化する。
Therefore, the count value CNV obtained by counting the number of pulses of the clock signal by the
この際、電波の速度が3×108[m/s]であることから、UHF帯の例えば300MHzの搬送波信号と同一周波数のクロック信号を用いると、このクロック信号の1周期は1メートルとなる。これにより、カウント値CNNの「10」カウント分が10メートル、すなわち、電子錠制御部200及び電子鍵300間の物理的な距離として5メートルを表すことになる。よって、カウント値CNVが、上記した(1)、(3)~(5)、(7)及び(8)の処理時間を合計した所定の固定時間に対応したカウント値に、「10」を加えた値よりも大きい場合に、両者(200、300)間の距離が5メートルを超えていると判断できる。
At this time, since the speed of the radio wave is 3 × 108 [m / s], if a clock signal having the same frequency as the carrier signal of, for example, 300 MHz in the UHF band is used, one cycle of this clock signal is 1 meter. .. As a result, the "10" count of the count value CNN represents 10 meters, that is, 5 meters as the physical distance between the electronic
ところで、電子錠システム100では、上記した遅延時間(電子錠制御部200及び電子鍵300間の距離)を計測する為に、電子錠制御部200及び電子鍵300間で行う無線通信の変調方式として位相変調を採用している。
By the way, in the
つまり、電子錠システム100では、クロック信号に同期した位相を有する搬送波信号(Vf)を用いて、先ず、電子錠制御部200の位相変調部24が、この搬送波信号を計測開始信号DMで位相変調した変調計測開始信号PMを電子鍵300に無線送信する。
That is, in the
すると、電子鍵300の位相復調部32は、受信した変調計測開始信号に位相復調処理を施すことにより復調データ信号PDQを得る。そして、電子鍵300の計測開始判定部33が、この復調データ信号PDQが計測開始信号を表すか否かを判定する。この際、電子鍵300が受信した変調計測開始信号は、クロック信号に位相同期した搬送波信号を計測開始信号で位相変調した、いわゆる2相位相変調が施されたものである。よって、位相復調部32は、位相変調信号中の位相変化点を計測開始信号の信号レベル(論理レベル0又は1)の遷移点として検知することができる。これにより、電子鍵300では、計測開始信号に対応した位相変調信号を受信した時点から、所定の一定時間を経ることによって、計測開始信号を取得することが可能となる。
Then, the
ここで、電子鍵300の計測開始判定部33において復調データ信号PDQが計測開始信号を表すと判定されると、電子鍵300の位相変調部39が、搬送波信号を応答信号RSPで位相変調した変調応答信号PMQを電子錠制御部200に無線送信する。
Here, when the demodulated data signal PDQ is determined by the measurement
すると、電子錠制御部200の位相復調部28は、受信した変調応答信号に位相復調処理を施すことにより復調データ信号PDを得る。そして、電子錠制御部200の応答判定部403が、この復調データ信号PDが応答信号を表すか否かを判定する。この際、電子錠制御部200が受信した変調応答信号は、クロック信号に位相同期した搬送波信号を応答信号で位相変調した、いわゆる2相位相変調を施したものである。よって、位相復調部28は、位相変調信号中の位相変化点を応答信号の信号レベル(論理レベル0又は1)の遷移点として検知することができる。これにより、電子錠制御部200では、応答信号に対応した位相変調信号を受信した時点から、所定の一定時間を経ることにより、応答信号を取得することが可能となる。
Then, the
従って、電子錠システム100によれば、ノイズや妨害波等の影響下においても、アンテナ(26、30)で変調信号を受信した時点から所定の一定期間の経過時点で、復調された信号(計測開始信号、応答信号)を取得することが可能となる。
Therefore, according to the
尚、変調方式として振幅変調を採用した場合には、その復調処理の前段階で包絡線検波を行うので、ノイズや妨害波の影響を受けてその振幅が変動する。例えば、振幅が小さくなると、その分だけ復調が困難となり、その復調処理に費やされる時間が長くなる。これにより、アンテナで変調信号を受信した時点から、復調された信号を取得するまでの時間が大幅に変動することになる。よって、使用する搬送波の帯域がLF帯又はUHF帯のように比較的低い場合には、電子錠制御部及び電子鍵間の距離をメートル単位で計測することは困難となる。 When amplitude modulation is adopted as the modulation method, the envelope detection is performed before the demodulation process, so that the amplitude fluctuates due to the influence of noise and interfering waves. For example, the smaller the amplitude, the more difficult it is to demodulate, and the longer the time spent in the demodulation process. As a result, the time from the time when the modulated signal is received by the antenna to the time when the demodulated signal is acquired will fluctuate significantly. Therefore, when the band of the carrier wave to be used is relatively low such as the LF band or the UHF band, it is difficult to measure the distance between the electronic lock control unit and the electronic key in meters.
それに対して、電子錠システム100では、スマートエントリーシステムにおいて一般的に使用されているUHF帯の例えば300MHzの搬送波信号を用いることにより、電子錠制御部200及び電子鍵300間の距離をメートル単位で計測することが可能となる。
On the other hand, in the
よって、本発明によれば、コスト高を抑え、且つ誤動作することなくリレーアタックを防止することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress high cost and prevent relay attack without malfunction.
図11は、電子錠制御部200及び電子鍵300間で実施される解錠処理の他の一例を示す通信フロー図である。
FIG. 11 is a communication flow diagram showing another example of the unlocking process performed between the electronic
図11において、電子錠制御部200は、LF帯の電波で、電子鍵300を起動させる起動信号を無線送信する(ステップS101)。ステップS101の実行後、電子錠制御部200は、所定の鍵ID信号を受信したか否かを判定し(ステップS102)、受信していないと判定した場合、ステップS101に戻り、再び前述した動作を行う。
In FIG. 11, the electronic
この間、電子鍵300は、起動信号を受信したか否かを判定し(ステップS201)、起動信号を受信したと判定した場合に所定の鍵ID信号、及びクロック同期信号を、UHF帯の電波で無線送信する(ステップS202)。電子鍵300は、ステップS202の実行後、ステップS201に戻り、再び前述した動作を行う。ステップS201において起動信号を受信していないと判定された場合、電子鍵300は、計測開始信号を受信したか否かの判定を行う(ステップS203)。
During this time, the
電子錠制御部200は、ステップS102において鍵ID信号を受信したと判定した場合、この鍵ID信号に続いて受信したクロック同期信号の位相に、自身のクロック信号を同期させる同期処理を行う(ステップS103)。ステップS103の実行後、電子錠制御部200は、計測開始信号及び前述したトライコードを順に連続してUHF帯の電波で無線送信する(ステップS104)。ステップS104の実行後、電子錠制御部200は、ステップS104で無線送信したトライコードに対応した適正な暗号トライコードを受信したか否かを判定する(ステップS105)。
When the electronic
電子鍵300は、ステップS203において計測開始信号を受信したと判定した場合、この計測開始信号に続いて受信したトライコードに対して、所定の暗号鍵を用いた暗号化演算を施して暗号トライコードを得る(ステップS204)。次に、電子鍵300は、かかる暗号トライコードをUHF帯の電波で無線送信し(ステップS205)、引き続き、応答信号をUHF帯の電波で無線送信する(ステップS206)。ステップS206の実行後、電子鍵300は、上記ステップS201に戻り、再び前述した一連の動作を行う。
When the
ここで、上記ステップS105において、適正な暗号トライコードを受信していないと判定された場合、電子錠制御部200は、上記ステップS101に戻り、再び前述した一連の動作を実行する。
Here, if it is determined in step S105 that the proper cryptographic tricode has not been received, the electronic
一方、ステップS105において、適正な暗号トライコードを受信したと判定した場合、電子錠制御部200は、計測開始信号を無線送信した時点から所定時間内に、電子鍵300から無線送信された応答信号を受信したか否かを判定する(ステップS106)。
On the other hand, when it is determined in step S105 that an appropriate cryptographic tricode has been received, the electronic
かかるステップS106において、応答信号を受信していない、或いは所定時間を超えてから応答信号を受信したと判定された場合、電子錠制御部200は、上記ステップS101に戻り、再び前述した一連の動作を実行する。尚、当該ステップS106において、所定時間内で応答信号を受信したと判定した場合には、解錠指令信号LKを電子錠400に供給する(ステップS107)。電子錠400は、この解錠指令信号LKに応じて車両のドアを解錠する。
If it is determined in step S106 that the response signal has not been received, or that the response signal has been received after a predetermined time has passed, the electronic
このように、図11に示す解錠処理では、鍵IDを確認(ステップS102、S202)し、引き続きクロック同期処理(S202、S103)を実行した後で、電子錠制御部200が、計測開始信号及びトライコードの順に両信号を連続して無線送信する(S104)。これら計測開始信号及びトライコードを受信すると、電子鍵300は、受信したトライコードを所定の暗号鍵を用いて暗号化した暗号トライコードを無線送信(S204、S205)し、直ちに応答信号を無線送信する(S206)。この間、電子錠制御部200は、受信した暗号トライコードが適正なものであるか否かを判定し(S105)、適正な暗号トライコードを受信した場合に、引き続き、計測開始信号を発信してから所定時間内に応答信号を受信したか否かの判定を行う(S106)。ここで、電子錠制御部200は、所定時間内に応答信号を受信したと判定した場合にだけ解錠許可を下し、電子錠400を解錠する(S107)。
As described above, in the unlocking process shown in FIG. 11, after the key ID is confirmed (steps S102 and S202) and the clock synchronization process (S202 and S103) is subsequently executed, the electronic
よって、図11に示す解錠処理によれば、リレーアタックによって適正な暗号トライコードを取得した後で、不正者が遅延時間(距離)計測用の疑似電子鍵を用いて電子錠制御部200との近接距離での通信によってドアの解錠を図る攻撃を阻止することができる。つまり、リレーアタックによって適正な暗号トライコードを取得するには時間が掛かるため、その時間分だけ、電子錠制御部200が応答信号を受信するタイミングが遅れる。よって、電子錠制御部200では、所定時間内に応答信号を受信することができないので、解錠は為されず、その結果、不正なドア解錠が阻止されるのである。
Therefore, according to the unlocking process shown in FIG. 11, after the proper cryptographic tricode is acquired by the relay attack, the unauthorized person uses the pseudo electronic key for measuring the delay time (distance) with the electronic
尚、電子錠制御部200又は電子鍵300において、所定期間を超えて継続する無線アクセス、或いは規定回数を超える無線アクセス等の不正な無線アクセスを受けた場合には、強制的に自身の動作を停止させて、安全の確保及び節電を図るようにしても良い。
If the electronic
例えば、電子鍵300は、所定期間内において規定回数以上に亘り連続して変調計測開始信号を受信した場合には、不正な無線アクセスによるリレーアタックを受けていると判定し、自身の動作を停止することにより電力消費量を抑える。尚、動作停止状態にある電子錠制御部200は、例えば電子鍵300に設けられている解除スイッチの操作によって当該電子鍵300から無線送信された鍵IDを受信した場合に再起動する。
For example, when the
また、上記したような不正な無線アクセスを受けた場合には、不正な無線アクセスを受けたことを車両に搭載されているディスプレイに表示させるようにしても良い。 Further, when the unauthorized wireless access as described above is received, the display indicating that the unauthorized wireless access has been received may be displayed on the display mounted on the vehicle.
図12は、かかる点に鑑みて為された電子錠システム100の他の構成を示すブロック図である。図12に示される電子錠システム100では、ディスプレイ500を設けた点を除く他の構成は、図1に示されるものと同一である。
FIG. 12 is a block diagram showing another configuration of the
図12において、電子錠制御部200は、上記したような不正な無線アクセスを受けた場合には、不正な無線アクセスを受けたことを文字及び音声で表すための画像信号及び音声信号をディスプレイ500に供給する。
In FIG. 12, when the electronic
また、上記実施例では、図1に示される電子錠システム100を車両のスマートエントリーシステムに適用してその動作を説明したが、電子錠システム100を家屋のドア等に適用しても良い。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施例では、搬送波信号とクロック信号CK1及びCK2の周波数を同一としているが、クロック信号CK1及びCK2の周波数を、搬送波信号の1/n(nは1以上の整数)としても良い。 Further, in the above embodiment, the frequencies of the carrier signal and the clock signals CK1 and CK2 are the same, but the frequencies of the clock signals CK1 and CK2 may be 1 / n (n is an integer of 1 or more) of the carrier signal.
また、図2又は図11に示される解錠処理中には、鍵ID及び暗号トライコードの認証を行うための処理(S11~S14、S21~S24、S101~S104、S201、S202、S204及びS205)が含まれるが、当該処理を省略しても良い。 Further, during the unlocking process shown in FIG. 2 or FIG. 11, the processes for authenticating the key ID and the cryptographic tricode (S11 to S14, S21 to S24, S101 to S104, S201, S202, S204 and S205). ) Is included, but the processing may be omitted.
要するに、電子錠システムとしては、以下の動作を行う電子錠制御部及び電子鍵を含むものであれば良いのである。 In short, the electronic lock system may include an electronic lock control unit and an electronic key that perform the following operations.
すなわち、電子錠制御部(200)は、以下のクロック同期部、第1の送信部、第1の受信部及び解錠司令部と、を含む。 クロック同期部(27、29)は、クロック同期信号を受信し、受信したクロック同期信号に第1のクロック信号(CK1)を同期させる同期処理を行う。第1の送信部(22~24、26)は、この同期処理の終了後に、第1のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号(DM)で位相変調した変調計測開始信号(PM)を生成しこれを無線送信する。第1の受信部(26~28、403)は、応答信号に対応した変調応答信号を受信し、受信した変調応答信号に位相復調処理を施すことで応答信号を取得する。そして、解錠指令部(41)は、変調計測開始信号(DM)が生成されてから、第1の受信部で応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に電子錠(400)を解錠する。 That is, the electronic lock control unit (200) includes the following clock synchronization unit, a first transmission unit, a first reception unit, and an unlock control unit. The clock synchronization unit (27, 29) receives the clock synchronization signal and performs synchronization processing for synchronizing the first clock signal (CK1) with the received clock synchronization signal. After the synchronization processing is completed, the first transmission unit (22 to 24, 26) is a modulation measurement start signal (DM) in which a carrier wave signal having a phase synchronized with the first clock signal is phase-modulated with a measurement start signal (DM). PM) is generated and this is transmitted wirelessly. The first receiving unit (26 to 28, 403) receives the modulation response signal corresponding to the response signal, and acquires the response signal by performing phase demodulation processing on the received modulation response signal. Then, the unlock command unit (41) is electronic when the delay time required from the generation of the modulation measurement start signal (DM) to the acquisition of the response signal by the first receiving unit is equal to or less than a predetermined time. Unlock the lock (400).
電子鍵(300)は、以下のクロック同期信号生成部、第2の受信部、及び第2の送信部を含む。クロック同期信号生成部(36)は、第2のクロック信号(CK2)に同期した位相を有する信号をクロック同期信号(SYC)として生成する。第2の受信部(30~33)は、変調計測開始信号を受信し、受信した変調計測開始信号に位相復調処理を施すことで計測開始信号を取得する。第2の送信部(30、37~39)は、クロック同期信号を無線送信すると共に、計測開始信号の取得に応じて応答信号を生成し、第2のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号をこの応答信号で位相変調することで変調応答信号(PMQ)を生成してこれを無線送信する。 The electronic key (300) includes the following clock synchronization signal generation unit, a second reception unit, and a second transmission unit. The clock synchronization signal generation unit (36) generates a signal having a phase synchronized with the second clock signal (CK2) as a clock synchronization signal (SYC). The second receiving unit (30 to 33) receives the modulation measurement start signal and acquires the measurement start signal by performing phase demodulation processing on the received modulation measurement start signal. The second transmission unit (30, 37 to 39) wirelessly transmits the clock synchronization signal, generates a response signal in response to the acquisition of the measurement start signal, and has a carrier signal having a phase synchronized with the second clock signal. Is phase-modulated with this response signal to generate a modulation response signal (PMQ), which is transmitted wirelessly.
21 クロック同期要求信号生成部
23 計測開始信号生成部
24、39 位相変調部
28、32 位相復調部
29 クロック同期部
36 クロック同期信号生成部
37 応答信号生成部
40 遅延計測部
41 解錠指令生成部
100 電子錠システム
200 電子錠制御部
300 電子鍵
400 電子錠
21 Clock synchronization request
Claims (7)
前記電子錠制御部は、
クロック同期信号を受信し、受信した前記クロック同期信号に第1のクロック信号を同期させる同期処理を行うクロック同期部と、
前記同期処理の終了後に、前記第1のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信する第1の送信部と、
応答信号に対応した変調応答信号を受信し、受信した前記変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得する第1の受信部と、
前記変調計測開始信号が生成されてから、前記第1の受信部で前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠する解錠指令部と、を含み、
前記電子鍵は、
第2のクロック信号に同期した信号を前記クロック同期信号として生成するクロック同期信号生成部と、
前記変調計測開始信号を受信し、受信した前記変調計測開始信号に位相復調処理を施すことで前記計測開始信号を取得する第2の受信部と、
前記クロック同期信号を無線送信し、前記計測開始信号の取得に応じて前記応答信号を生成し、前記第2のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を前記応答信号で位相変調することで前記変調応答信号を生成してこれを無線送信する第2の送信部と、を含むことを特徴とする電子錠システム。 An electronic lock system including an electronic lock control unit that controls unlocking of an electronic lock and an electronic key.
The electronic lock control unit is
A clock synchronization unit that receives a clock synchronization signal and performs synchronization processing to synchronize the first clock signal with the received clock synchronization signal.
After the end of the synchronization process, a first transmission unit that generates a modulation measurement start signal in which a carrier wave signal having a phase synchronized with the first clock signal is phase-modulated with a measurement start signal and wirelessly transmits the modulation measurement start signal.
A first receiving unit that receives a modulation response signal corresponding to the response signal and acquires the response signal by performing phase demodulation processing on the received modulation response signal.
An unlocking command unit that unlocks the electronic lock when the delay time from the generation of the modulation measurement start signal to the acquisition of the response signal by the first receiving unit is equal to or less than a predetermined time. , Including
The electronic key is
A clock synchronization signal generation unit that generates a signal synchronized with the second clock signal as the clock synchronization signal, and a clock synchronization signal generation unit.
A second receiving unit that receives the modulation measurement start signal and acquires the measurement start signal by performing phase demodulation processing on the received modulation measurement start signal.
The clock synchronization signal is wirelessly transmitted, the response signal is generated in response to the acquisition of the measurement start signal, and the carrier signal having a phase synchronized with the second clock signal is phase-modulated with the response signal. An electronic clock system comprising a second transmitter that generates a modulated response signal and wirelessly transmits it.
起動信号を無線送信し、前記起動信号の無線送信後に所定の鍵識別子を受信した場合に乱数からなるトライコードを無線送信し、前記トライコードの無線送信後に前記トライコードに対応した暗号トライコードを受信した場合にはクロック同期要求信号を無線送信し、
前記電子鍵は、
前記起動信号を受信した場合に前記鍵識別子を無線送信し、前記トライコードを受信した場合に前記トライコードを所定の暗号鍵で暗号化した前記暗号トライコードを無線送信し、前記クロック同期要求信号を受信した場合に、前記クロック同期信号を無線送信することを特徴とする請求項1に記載の電子錠システム。 The electronic lock control unit is
The activation signal is wirelessly transmitted, and when a predetermined key identifier is received after the activation signal is wirelessly transmitted, a tricode consisting of a random number is wirelessly transmitted, and after the tricode is wirelessly transmitted, an encrypted tricode corresponding to the tricode is transmitted. When received, the clock synchronization request signal is transmitted wirelessly,
The electronic key is
When the activation signal is received, the key identifier is wirelessly transmitted, and when the tricode is received, the encrypted tricode in which the tricode is encrypted with a predetermined encryption key is wirelessly transmitted, and the clock synchronization request signal is transmitted. The electronic lock system according to claim 1, wherein the clock synchronization signal is wirelessly transmitted when the clock is received.
起動信号を無線送信し、前記起動信号の無線送信後に所定の鍵識別子及び前記クロック同期信号を受信した場合に前記同期処理を行った後で前記変調計測開始信号及び乱数からなるトライコードを順に無線送信し、前記トライコードに対応した暗号トライコードを受信した場合に、前記遅延時間が前記所定時間以下であるか否かを判定し、前記遅延時間が前記所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠し、
前記電子鍵は、
前記起動信号を受信した場合に前記鍵識別子及び前記クロック同期信号を順に無線送信し、前記変調計測開始信号及び前記トライコードを受信した場合に、前記トライコードを所定の暗号鍵で暗号化した前記暗号トライコードを無線送信し、引き続き前記変調応答信号を無線送信することを特徴とする請求項1に記載の電子錠システム。 The electronic lock control unit is
The activation signal is wirelessly transmitted, and when the predetermined key identifier and the clock synchronization signal are received after the wireless transmission of the activation signal, the synchronization processing is performed and then the tricode consisting of the modulation measurement start signal and the random number is wirelessly transmitted in order. When the signal is transmitted and the encrypted tricode corresponding to the tricode is received, it is determined whether or not the delay time is the predetermined time or less, and when the delay time is the predetermined time or less, the electronic lock is used. Unlock and
The electronic key is
When the activation signal is received, the key identifier and the clock synchronization signal are transmitted wirelessly in order, and when the modulation measurement start signal and the tricode are received, the tricode is encrypted with a predetermined encryption key. The electronic lock system according to claim 1, wherein a cryptographic tricode is wirelessly transmitted, and then the modulation response signal is wirelessly transmitted.
クロック同期信号を受信し、受信した前記クロック同期信号にクロック信号を同期させる同期処理を行うクロック同期部と、
前記同期処理の終了後に、前記クロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信する送信部と、
応答信号に対応した位相変調応答信号を受信し、受信した前記位相変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得する受信部と、
前記変調計測開始信号が生成されてから、前記受信部で前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠する解錠指令部と、を有することを特徴とする電子錠制御装置。 An electronic lock control device that controls the unlocking of electronic locks.
A clock synchronization unit that receives a clock synchronization signal and performs synchronization processing to synchronize the clock signal with the received clock synchronization signal.
After the end of the synchronization process, a transmission unit that generates a modulation measurement start signal in which a carrier wave signal having a phase synchronized with the clock signal is phase-modulated with a measurement start signal and wirelessly transmits the modulation measurement start signal.
A receiving unit that receives a phase modulation response signal corresponding to the response signal and acquires the response signal by performing phase demodulation processing on the received phase modulation response signal.
It has an unlocking command unit for unlocking the electronic lock when the delay time from the generation of the modulation measurement start signal to the acquisition of the response signal by the receiving unit is equal to or less than a predetermined time. An electronic lock control device characterized by this.
前記電子錠制御部は、
クロック同期信号を受信した場合に前記クロック同期信号に第1のクロック信号を同期させる同期処理を行い、
前記同期処理の終了後に、前記第1のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を計測開始信号で位相変調した変調計測開始信号を生成しこれを無線送信し、
応答信号に対応した変調応答信号を受信した場合に前記変調応答信号に位相復調処理を施すことで前記応答信号を取得し、
前記変調計測開始信号が生成されてから、前記応答信号が取得されるまでに掛かる遅延時間が所定時間以下である場合に前記電子錠を解錠し、
前記電子鍵は、
前記クロック同期信号を無線送信し、
第2のクロック信号に同期した信号を前記クロック同期信号として生成し、
前記変調計測開始信号を受信した場合に前記変調計測開始信号に位相復調処理を施すことで前記計測開始信号を取得し、
前記計測開始信号の取得に応じて前記応答信号を生成し、前記第2のクロック信号に同期した位相を有する搬送波信号を前記応答信号で位相変調することで前記変調応答信号を生成してこれを無線送信することを特徴とする電子錠システムにおける電子錠の解錠方法。 A method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system including an electronic lock control unit that controls unlocking of the electronic lock and an electronic key.
The electronic lock control unit is
When a clock synchronization signal is received, a synchronization process for synchronizing the first clock signal with the clock synchronization signal is performed.
After the completion of the synchronization processing, a modulation measurement start signal in which a carrier wave signal having a phase synchronized with the first clock signal is phase-modulated with a measurement start signal is generated and wirelessly transmitted.
When the modulation response signal corresponding to the response signal is received, the response signal is acquired by performing phase demodulation processing on the modulation response signal.
When the delay time from the generation of the modulation measurement start signal to the acquisition of the response signal is equal to or less than a predetermined time, the electronic lock is unlocked.
The electronic key is
The clock synchronization signal is wirelessly transmitted,
A signal synchronized with the second clock signal is generated as the clock synchronization signal, and the signal is generated.
When the modulation measurement start signal is received, the modulation measurement start signal is subjected to phase demodulation processing to acquire the measurement start signal.
The response signal is generated in response to the acquisition of the measurement start signal, and the carrier signal having a phase synchronized with the second clock signal is phase-modulated with the response signal to generate the modulation response signal. A method for unlocking an electronic lock in an electronic lock system characterized by wireless transmission.
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