DE112015001048T5

DE112015001048T5 - Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung und vereinfachtes Authentifizierungssystem

Info

Publication number: DE112015001048T5
Application number: DE112015001048.3T
Authority: DE
Inventors: Takahisa Yamashiro; Seigou Kumabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-12-08
Also published as: JP2015161588A; CN106030341B; JP6252245B2; CN106030341A; SG11201606725TA; WO2015129203A1

Abstract

Es wird eine Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung geschaffen, die einen Satellitenempfänger (330), einen Satelliteninformationserlangungsabschnitt (S31, S61) und einen Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S33 bis S35, S66, S67, S95, S96, S106, S107, S113, S114, S125, S126) enthält. Der Satellitenempfänger empfängt eine Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird. Der Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt von einer Ortungsvorrichtung (200), die eine Authentifizierung durch Empfangen von Authentifizierungsinformationen, die einer Navigationsnachricht entsprechen, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, Authentifizierungssatelliteninformationen, die Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist. Der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt bestimmt unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.

Description

QUERVERWEIS AUF BETREFFENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Februar 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-37044 , deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird, und ein vereinfachtes Authentifizierungssystem, das die Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung enthält.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Technologie bekannt, die einen Empfänger zum Empfangen einer Navigationsnachricht zur Ortung, die von einem künstlichen Satelliten übertragen wird, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird, verwendet.
Seit kurzem vermehren sich jedoch Fälschungen durch eine böswillige Person oder Nachahmungen von Positionsinformationen als Antwort auf die Entwicklung eines Repeaters, der Signale von dem künstlichen Satelliten dupliziert, oder eines Simulators, der in der Lage ist, Signale von dem künstlichen Satelliten zu imitieren.
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Technologie zum Authentifizieren, ob ein Empfänger eine authentische Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten empfängt, der für das Satellitenortungssystem verwendet wird. Gemäß der Technologie, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, greift der Empfänger auf eine Datenbank in einem Authentifizierungszentrum zu und erlangt Daten, die verwendet werden, um einen künstlichen Zielsatelliten anhand einer Satellitennummer und einer Satellitenzeit, die in einer Navigationsnachricht enthalten sind, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, zu authentifizieren. Der Empfänger verwendet die Daten, die von dem Authentifizierungszentrum erlangt werden, um zu authentifizieren, ob die empfangene Navigationsnachricht mit einer authentifizierten Navigationsnachricht von dem künstlichen Satelliten übereinstimmt, der für das Satellitenortungssystem verwendet wird.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2013-130395 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben das Folgende hinsichtlich der Technologie, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, herausgefunden.
Gemäß der Technologie, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, muss jeder der Empfänger, falls verfügbar, mit dem Authentifizierungszentrum kommunizieren und jeweilige Navigationsnachrichten von mehreren Satelliten, die zur Ortung verwendet werden, jedes Mal, wenn die Ortung durchgeführt wird, authentifizieren. Jeder Empfänger muss häufig mit dem Authentifizierungszentrum kommunizieren und bewirkt eine übermäßige Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum.
Die vorliegende Erfindung entstand unter Berücksichtigung des Obigen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung und ein vereinfachtes Authentifizierungssystem zu schaffen, die in der Lage sind, zu bestimmen, ob eine Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten authentisch ist, während eine Kommunikationsverarbeitungslast bei einem Authentifizierungszentrum unterdrückt bzw. verringert wird, das verwendet wird, um eine Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten zu authentifizieren, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird.
Eine Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Satellitenempfänger zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Satelliteninformationserlangungsabschnitt zum Erlangen von Authentifizierungssatelliteninformationen von einer Ortungsvorrichtung, die eine Authentifizierung durch Empfangen von Authentifizierungsinformationen durchführt, die einer Navigationsnachricht entsprechen, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, wobei die Authentifizierungssatelliteninformationen Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist; und einen Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (vereinfachten Bestimmungsabschnitt) zum Bestimmen unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden, ob die Navigationsnachricht, die von dem Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Die obige Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung bestimmt unter Verwendung von Authentifizierungssatelliteninformationen über einen künstlichen Satelliten, der eine Quelle eines Ursprungs einer Navigationsnachricht ist, die von der Ortungsvorrichtung erfolgreich authentifiziert wurde, die Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum empfängt, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist, wobei die Authentifizierungsinformationen der Navigationsnachricht entsprechen, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird. Daher kann die Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist, ohne die Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum zu empfangen. Dementsprechend muss die Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung die Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum verringert.
Ein vereinfachtes Authentifizierungssystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist auf: eine erste Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die für ein erstes mobiles Objekt verwendet wird; eine straßenseitige Vorrichtung, die an einer Straße angeordnet ist; und eine zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die für ein zweites mobiles Objekt verwendet wird. Die erste Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung enthält: einen ersten Satellitenempfänger zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Authentifizierungsinformationsempfänger zum Empfangen von Authentifizierungsinformationen, die der Navigationsnachricht entsprechen, die durch den ersten Satellitenempfänger empfangen wird, von einem Authentifizierungszentrum; einen Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt zum Authentifizieren unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen, die durch den Authentifizierungsinformationsempfänger empfangen werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den ersten Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist; und einen Satellitenformationssender zum Übertragen von Authentifizierungssatelliteninformationen, wobei die Authentifizierungssatelliteninformationen Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, die von dem Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wird bzw. wurde. Die straßenseitige Vorrichtung enthält: einen Satelliteninformationsempfänger zum Empfangen der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Satellitenformationssender übertragen werden; einen Akkumulationsabschnitt zum Akkumulieren der Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Satelliteninformationsempfänger empfangen werden; und einen Lieferabschnitt zum Liefern von Informationen, die in dem Akkumulationsabschnitt akkumuliert wurden. Die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung enthält: einen zweiten Satellitenempfänger zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für das Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Satelliteninformationserlangungsabschnitt zum Erlangen der Authentifizierungssatelliteninformationen durch Empfangen der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Lieferabschnitt der straßenseitigen Vorrichtung geliefert werden; und einen Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (vereinfachten Bestimmungsabschnitt) zum Bestimmen unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Gemäß dem obigen vereinfachten Authentifizierungssystem bestimmt die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, die in der ersten Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen, die von dem Authentifizierungszentrum empfangen wurden, erfolgreich authentifiziert wurde, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist. Daher kann die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist, ohne die Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum zu empfangen. Die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung muss die Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum verringert.
Die erste Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die für das erste mobile Objekt verwendet wird, überträgt die Authentifizierungsinformationen. Die straßenseitige Vorrichtung akkumuliert zeitweilig die Authentifizierungsinformationen und überträgt die Authentifizierungsinformationen an die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die für das zweite mobile Objekt verwendet wird. Daher kann die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung die Authentifizierungsinformationen, die von der ersten Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung übertragen werden, sogar dann, wenn das erste mobile Objekt und das zweite mobile Objekt nicht gleichzeitig in der Nähe der straßenseitigen Vorrichtung angeordnet sind, erlangen, nachdem die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung die Nähe der straßenseitigen Vorrichtung später erreicht hat.
Wenn die straßenseitige Vorrichtung an einer Straße angeordnet ist, sind die Authentifizierungsinformationen, die die straßenseitige Vorrichtung von der ersten Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung empfängt, gleich den Authentifizierungsinformationen über einen künstlichen Satelliten, dessen Navigationsnachricht in der Nähe der straßenseitigen Vorrichtung empfangbar ist. Daher kann die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung die Authentifizierungsinformationen über nur den künstlichen Satelliten aus den künstlichen Satelliten, die für das Satellitenortungssystem verwendet werden, empfangen, dessen Navigationsnachrichten in der Nähe der straßenseitigen Vorrichtung empfangbar sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines vereinfachten Authentifizierungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Authentifizierungszentrums darstellt;
3 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer ersten eigenen Vorrichtung darstellt;
4 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines eine Authentifizierung betreffenden Prozesses der ersten eigenen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozesses in der ersten eigenen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer zweiten eigenen Vorrichtung darstellt;
7 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses (vereinfachten Bestimmungsprozesses) in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
8 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration des vereinfachten Authentifizierungssystems gemäß einer ersten Modifikation darstellt;
9 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines Akkumulationsprozesses in der straßenseitigen Vorrichtung gemäß der ersten Modifikation darstellt;
10 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines Lieferprozesses in der straßenseitigen Vorrichtung gemäß der ersten Modifikation darstellt;
11 ein Flussdiagramm, das einen Fluss des ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß einer dritten Modifikation darstellt;
12 ein schematisches Diagramm, das einen Prozess in S65 darstellt;
13 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines vereinfachten Authentifizierungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
14 ein Flussdiagramm, das einen Fluss des eine Authentifizierung betreffenden Prozesses in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
15 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses (vereinfachten Bestimmungsprozesses) in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
16 ein schematisches Diagramm, das einen Prozess in S94 darstellt;
17 ein Flussdiagramm, das einen Fluss des zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß einer vierten Modifikation darstellt;
18 ein schematisches Diagramm, das einen Prozess in S105 darstellt;
19 ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses (vereinfachten Bestimmungsprozesses) in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
20 ein schematisches Diagramm, das einen Prozess in S112 darstellt; und
21 ein Flussdiagramm, das einen Fluss des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses in der zweiten eigenen Vorrichtung gemäß einer fünften Modifikation darstellt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Wie es in 1 dargestellt ist, enthält ein vereinfachtes Authentifizierungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Überwachungsstation 110, ein Authentifizierungszentrum 120, eine Hauptsteuerstation 130, eine erste eigene Vorrichtung 200 und eine zweite eigene Vorrichtung 300. Es wird angenommen, dass ein Fahrzeug A die erste eigene Vorrichtung 200 verwendet. Es wird angenommen, dass das Fahrzeug B die zweite eigene Vorrichtung 300 verwendet. Die erste eigene Vorrichtung 200 entspricht einer Ortungsvorrichtung. Die zweite eigene Vorrichtung 300 entspricht einer Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung.
<Schematische Konfiguration des vereinfachten Authentifizierungssystems 1>
Die Überwachungsstation 110 empfängt GPS-Radiowellen, die von GPS-Satelliten 2a bis 2c herrühren, die in einem GPS als einem Satellitenortungssystem enthalten sind. Die GPS-Satelliten 2a bis 2c entsprechen künstlichen Satelliten. Die GPS-Satelliten 2a bis 2c werden im Folgenden als GPS-Satellit 2 bezeichnet, wenn zwischen den GPS-Satelliten nicht unterschieden werden muss. Wie es bekannt ist, enthält eine GPS-Radiowelle eine Navigationsnachricht. Die Überwachungsstation 110 demoduliert die empfangene GPS-Radiowelle, extrahiert eine Navigationsnachricht und überträgt diese an das Authentifizierungszentrum 120. Die Überwachungsstation 110 kann GPS-Radiowellen von mehreren GPS-Satelliten 2 empfangen. In diesem Fall extrahiert die Überwachungsstation 110 Navigationsnachrichten aus jeweiligen GPS-Radiowellen und überträgt die Navigationsnachrichten an das Authentifizierungszentrum 120.
Das Authentifizierungszentrum 120 erzeugt Paritätsdaten aus der Navigationsnachricht und einer H-Matrix, die als ein Verschlüsselungsschlüssel dient. Das Authentifizierungszentrum 120 überträgt ein Signal, das die Paritätsdaten enthält, an die Hauptsteuerstation 130. Das Authentifizierungszentrum 120 kommuniziert außerdem mit der ersten eigenen Vorrichtung 200. Das Authentifizierungszentrum 120 wird später genauer mit Bezug auf 2 beschrieben.
Die Hauptsteuerstation 130 überträgt die Paritätsdaten, die von dem Authentifizierungszentrum 120 empfangen werden, an einen Quasi-Zenit-Satelliten (im Folgenden als QZS-Satellit bezeichnet) 3. Der QZS-Satellit 3 sendet die Navigationsnachricht, die die Paritätsdaten enthält, an die Erde (mittels Rundsendung).
Die erste eigene Vorrichtung 200 repräsentiert eine eigene Navigationsnachrichtenauthentifizierungsvorrichtung (NMA-Vorrichtung). Die erste eigene Vorrichtung 200 kommuniziert mit dem Authentifizierungszentrum 120, um zu authentifizieren, dass die Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, authentisch ist. Die Authentifizierung wird später genauer mit Bezug auf 4 beschrieben.
Die erste eigene Vorrichtung 200 bestimmt die derzeitige Position der ersten eigenen Vorrichtung 200 unter Verwendung der Navigationsnachrichten, die von den GPS-Satelliten 2 empfangen werden. Die Bestimmung der derzeitigen Position verwendet Navigationsnachrichten, die von mindestens drei GPS-Satelliten 2 empfangen werden.
Die erste eigene Vorrichtung 200 verwendet eine drahtlose Kommunikation, um nach außen Informationen (im Folgenden als Authentifizierungssatelliteninformationen bezeichnet) hinsichtlich des GPS-Satelliten 2 zu übertragen, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht (im Folgenden als Authentifizierungssatelliteninformationen bezeichnet) ist. Die erste eigene Vorrichtung 200 wird später genauer mit Bezug auf 3 beschrieben.
Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden. Unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen bestimmt die zweite eigene Vorrichtung 300, ob eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, authentisch ist, ohne das Authentifizierungszentrum 120 zu verwenden. Die zweite eigene Vorrichtung 300 wird später genauer mit Bezug auf 6 beschrieben.
<Detaillierte Konfiguration des Authentifizierungszentrums 120>
Wie es in 2 dargestellt ist, enthält das Authentifizierungszentrum 120 eine Steuerung 122, einen Datenspeicher 124 und einen Kommunikator 126.
Die Steuerung 122 ist als ein Computer vorhanden, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält. Die Steuerung 122 steuert den Datenspeicher 124 und den Kommunikator 126. Die CPU führt ein Programm, das in dem ROM gespeichert ist, aus, während sie eine zeitweilige Speicherfunktion des RAM verwendet, wodurch sie als ein RAND-Nachrichtengenerator 1221, ein SEED-Wertgenerator 1222, ein H-Matrix-Rechner 1223, ein Paritätsrechner 1224 und ein Signalprozessor 1225 dient. Die Funktionen der Abschnitte 1221 bis 1225 können Funktionen enthalten, die in der Patentliteratur 1 beschrieben sind.
Der RAND-Nachrichtengenerator 1221 erzeugt eine RAND-Nachricht aus einer Navigationsnachricht, die von der Überwachungsstation 110 erlangt wird. Die RAND-Nachricht enthält TOW, TOC, AF0 und AF1 in dieser Reihenfolge. TOW (Wochenzeit) ist eine Bitdatenkette, die in Bitketten der Navigationsnachricht enthalten ist. TOC, AF0 und AF1 sind Taktkorrekturparameter in Ephemeridendaten. TOW, TOC, AF0 und AF1 werden als Daten bereitgestellt, um eine Signalübertragungszeit (Zeitpunkt) zu bestimmen, und entsprechen einer Übertragungszeit (Übertragungszeitpunkt). Den Daten folgen ein AS-Flag, das als ein Antimanipulationsflag dient, und eine PRN-ID (PRN: Pseudozufallsrauschen), die als Satellitennummer dient.
RAND, das TOW und PRN-ID enthält, kann als Daten bereitgestellt werden, um anzugeben, welcher GPS-Satellit zu welcher Zeit als Quelle verwendet wird. TOW variiert alle sechs Sekunden. RAND enthält PRN-ID. Daher wird RAND alle sechs Sekunden für jeden GPS-Satelliten 2 erzeugt, von dem die Überwachungsstation 110 eine GPS-Radiowelle empfängt.
Der SEED-Wertgenerator 1222 erzeugt eine Zufallszahl unter Verwendung eines PC-Taktes als Eingang, um einen SEED-Wert zu erzeugen.
Der H-Matrix-Rechner 1223 verwendet den SEED-Wert, der von dem SEED-Wertgenerator 1222 erzeugt wird, um eine H-Matrix zu berechnen, die eine Einszu-eins-Entsprechung zu dem SEED-Wert aufrechterhält. Eine bekannte Hash-Funktion kann für die H-Matrix verwendet werden. Die H-Matrix kann beispielsweise als Paritätsüberprüfungsmatrix für eine LDPC-Codierung (LDPC: Paritätsüberprüfung geringer Dichte) verfügbar sein. Die H-Matrix kann auch als Generatormatrix, die aus der Paritätsüberprüfungsmatrix resultiert, verfügbar sein.
Der Paritätsrechner 1224 berechnet Paritätsdaten auf der Grundlage der RAND-Nachricht, die von dem RAND-Nachrichtengenerator 1221 erzeugt wird, und der H-Matrix, die von dem H-Matrix-Rechner 1223 berechnet wird.
Der Signalprozessor 1225 fügt die Paritätsdaten und die RAND-Nachricht in eine Navigationsnachricht ein, die von dem QZS-Satelliten 3 herrührt. Die Paritätsdaten werden von dem Paritätsrechner 1224 berechnet. Die RAND-Nachricht wird für diese Berechnung verwendet. Der Signalprozessor 1225 überträgt die Navigationsnachricht nach der Einfügung an die Hauptsteuerstation 130.
Zusätzlich zu der Signaleinfügung bewirkt der Signalprozessor 1225, dass der Datenspeicher 124 die Paritätsdaten, die von dem Paritätsrechner 1224 berechnet werden, die RAND-Nachricht, die für die Paritätsdatenberechnung verwendet wird, die H-Matrix und den SEED-Wert, der für die H-Matrixberechnung verwendet wird, speichert, sodass diese einander zugeordnet sind.
Der Signalprozessor 1225 fügt die RAND-Nachricht und die Paritätsdaten in eine Navigationsnachricht, die von dem QZS-Satelliten 3 übertragen wird, jedes Mal ein, wenn der RAND-Nachrichtengenerator 1221 eine RAND-Nachricht erzeugt. Daher führen der RAND-Nachrichtengenerator 1221, der SEED-Wertgenerator 1222, der H-Matrix-Rechner 1223 und der Paritätsrechner 1224 die Prozesse ebenfalls jedes Mal durch, wenn der RAND-Nachrichtengenerator 1221 eine RAND-Nachricht erzeugt.
Es wird nun angenommen, dass der Kommunikator 126 PRN-ID, TOW und einen öffentlichen Schlüssel, der von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen wird, empfängt. In diesem Fall wählt ein H-Matrix-Auswähler 1226 eine H-Matrix entsprechend den empfangenen PRN-ID und TOW aus H-Matrizen aus, die in dem Datenspeicher 124 gespeichert sind. Der H-Matrix-Auswähler 1226 verschlüsselt die ausgewählte H-Matrix unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels und gibt die verschlüsselte H-Matrix an die erste eigene Vorrichtung 200 zurück.
<Detaillierte Konfiguration der ersten eigenen Vorrichtung 200>
Die erste eigene Vorrichtung 200 enthält einen Kommunikator 210, der einen Empfänger 211 enthält. Der Empfänger 211 empfängt eine Navigationsnachricht, die von dem QZS-Satelliten 3 gesendet wird. Wie es in 3 dargestellt ist, enthält die erste eigene Vorrichtung 200 den Kommunikator 210, eine Steuerung 220 und einen Satellitenempfänger 230.
Der Kommunikator 210 enthält den Empfänger 211 und einen Sender 212. Der Kommunikator 210 enthält eine zweckgebundene bzw. zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion und eine Weitbereichskommunikationsfunktion. Die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion unterstützt beispielsweise eine Kommunikationsstrecke von mehreren hundert Metern. Die Weitbereichskommunikationsfunktion unterstützt eine Kommunikationsstrecke von mehreren Kilometern und führt eine Kommunikation mit einer Basisstation in einem öffentlichen Netzwerk durch, um eine Kommunikation mit anderen Kommunikationsvorrichtungen zu ermöglichen, die innerhalb eines Kommunikationsbereiches des öffentlichen Netzwerkes verfügbar sind. Die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion ermöglicht eine Zwischenfahrzeugkommunikation (Kommunikation zwischen Fahrzeugen) mit einem Kommunikator 310 der zweiten eigenen Vorrichtung 300. Die Weitbereichskommunikationsfunktion ermöglicht es dem Kommunikator 210, mit dem Kommunikator 126 des Authentifizierungszentrums 120 zu kommunizieren.
Der Satellitenempfänger 230 empfängt periodisch Radiowellen, die von dem GPS-Satelliten 2 und dem QZS-Satelliten 3 herrühren.
Die Steuerung 220 ist als ein Computer vorhanden, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält. Die Steuerung 220 steuert den Kommunikator 210 und den Satellitenempfänger 230. Die CPU führt ein Programm, das in dem ROM gespeichert ist, aus, während sie eine zeitweilige Speicherfunktion des RAM verwendet, wodurch ein eine Authentifizierung betreffender Prozess gemäß 4 und ein Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess gemäß 5 ausgeführt werden.
<Ein eine Authentifizierung betreffender Prozess>
Die Steuerung 220 der ersten eigenen Vorrichtung 200 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess durch, der mit Bezug auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben wird. Der eine Authentifizierung betreffende Prozess betrifft eine Authentifizierung, die beweist, dass ein Signal, das durch den Satellitenempfänger 230 empfangen wird, mit einer authentischen Navigationsnachricht übereinstimmt, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird. Das Flussdiagramm der 4 kann jedes Mal durchgeführt werden, wenn der Satellitenempfänger 230 GPS-Radiowellen von drei oder mehr GPS-Satelliten 2 empfängt.
Es wird nun angenommen, dass der Satellitenempfänger 230 ein Signal von einem Repeater oder einem Simulator empfangen kann und irrtümlicherweise annimmt, dass das Signal eine Navigationsnachricht ist, die in der GPS-Radiowelle enthalten ist. Der Repeater ist eine Einrichtung, die ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 dupliziert. Der Simulator ist eine Einrichtung, die ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 imitieren kann.
In S1 wird eine derzeitige Position auf der Grundlage von Navigationsnachrichten, die in den GPS-Radiowellen enthalten sind, die von drei oder mehr GPS-Satelliten 2 empfangen werden, bestimmt.
In S2 wird eine Navigationsnachricht, die von dem QZS-Satelliten 3 empfangen wird, von dem Empfänger 211 erlangt. In S3 werden PRN-ID und TOW aus der Navigationsnachricht extrahiert, die in S1 erlangt wurde.
In S4 werden PRN-ID und TOW, die in S3 extrahiert wurden, zusammen mit einem öffentlichen Schlüssel von dem Sender 212 an das Authentifizierungszentrum 120 übertragen. Die H-Matrix wird aus PRN-ID und TOW bestimmt. Das Authentifizierungszentrum 120 verschlüsselt die H-Matrix unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels und überträgt die H-Matrix an die erste eigene Vorrichtung 200. Die H-Matrix, die aus PRN-ID und TOW bestimmt wurde, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 an das Authentifizierungszentrum 120 übertragen wurden, entspricht Authentifizierungsinformationen.
In S5 wird die H-Matrix, die von dem Authentifizierungszentrum 120 übertragen wurde, von dem Empfänger 211 erlangt. Das heißt, die H-Matrix, die der Navigationsnachricht entspricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wurde, wird von dem Authentifizierungszentrum 120 empfangen. In S6 wird die verschlüsselte H-Matrix, die in S5 erlangt wurde, unter Verwendung eines privaten Schlüssels entschlüsselt.
In S7 wird eine RAND-Nachricht aus einer Navigationsnachricht, die dieselbe PRN-ID wie in S4 übertragen enthält, unter den Navigationsnachrichten, die in den GPS-Radiowellen enthalten sind, die von den GPS-Satelliten 2 empfangen werden, erzeugt.
In S8 werden Vergleichsparitätsdaten auf der Grundlage der RAND-Nachricht, die in S7 erzeugt wurde, und der H-Matrix, die in S6 entschlüsselt wurde, erzeugt. In S9 wird bestimmt, ob die Vergleichsparitätsdaten, die in S8 erzeugt wurden, mit den Paritätsdaten übereinstimmen, die in S3 extrahiert wurden.
Die H-Matrix, die in S6 entschlüsselt wurde, gleicht der H-Matrix, die das Authentifizierungszentrum 120 verwendet, um die Paritätsdaten zu erzeugen. Der Paritätsrechner 1224 des Authentifizierungszentrums 120 berechnet die Paritätsdaten auf der Grundlage dieser H-Matrix und der RAND-Nachricht.
Wenn die Vergleichsparitätsdaten, die in S8 erzeugt wurden, mit den Paritätsdaten übereinstimmen, die in S3 extrahiert wurden, kann dementsprechend angenommen werden, dass die RAND-Nachricht, die in S7 erzeugt wurde, gleich der RAND-Nachricht ist, die von dem Authentifizierungszentrum 120 erzeugt wurde.
Der Prozess schreitet zu S10 und bestimmt, dass die Authentifizierung erfolgreich war, wenn die Vergleichsparitätsdaten, die in S8 erzeugt wurden, mit den Paritätsdaten übereinstimmen, die in S3 extrahiert wurden (S9: Ja). Der Prozess schreitet zu S11 und bestimmt, dass die Authentifizierung nicht erfolgreich war, wenn sich die Vergleichsparitätsdaten, die in S8 erzeugt wurden, von den Paritätsdaten unterscheiden, die in S3 extrahiert wurden (S9: Nein). Auf diese Weise führt der eine Authentifizierung betreffende Prozess eine Authentifizierung entsprechend einer Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, unter Verwendung der H-Matrix (d. h. Authentifizierungsinformationen), die von dem Authentifizierungszentrum 120 empfangen wird, durch. Der Prozess schreitet nach S10 und S11 zu S12.
In S12 wird bestimmt, ob die Bestimmung hinsichtlich der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Authentifizierung für sämtliche Navigationsnachrichten, die für die Ortung in S1 verwendet werden, beendet ist. Der Prozess in 4 wird beendet, wenn die Bestimmung hinsichtlich der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Authentifizierung beendet ist (S12: Ja). Der Prozess kehrt zu S2 zurück, wenn die Bestimmung hinsichtlich der erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Authentifizierung für mindestens einen der Navigationsnachrichten, die für die Ortung in S1 verwendet werden, nicht beendet ist (S12: Nein).
<Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess>
Die Steuerung 220 der ersten eigenen Vorrichtung 200 führt einen Prozess (im Folgenden als Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess bezeichnet) betreffend eine Übertragung von Authentifizierungssatelliteninformationen an die zweite eigene Vorrichtung 300 durch. Der Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 5 beschrieben. Der Prozess gemäß dem Flussdiagramm in 5 und der Prozess gemäß dem Flussdiagramm in 4 werden parallel durchgeführt. Das Flussdiagramm in 5 startet sogar dann, wenn die Authentifizierung gemäß dem Flussdiagramm der 4 nicht für sämtliche Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, beendet ist. Das Flussdiagramm der 5 kann beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus starten.
Der Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess gemäß dem Flussdiagramm der 5 überträgt Authentifizierungssatelliteninformationen, die eine Satellitennummer oder eine Übertragungszeit hinsichtlich des GPS-Satelliten enthalten, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist. Die zweite eigene Vorrichtung 300 verwendet die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, um zu bestimmen, ob die empfangene Navigationsnachricht authentisch ist.
In S21 werden PRN-ID (d. h. Satellitennummer), TOW, TOC, AF0 und AF1 (d. h. Übertragungszeit) aus der Navigationsnachricht extrahiert, die gemäß dem Flussdiagramm in 4 erfolgreich authentifiziert wurde. In S22 wird die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion des Senders 212 verwendet, um die Authentifizierungssatelliteninformationen, die die Satellitennummer und die Übertragungszeit enthalten, die in S21 extrahiert wurden, zu übertragen, und dann wird der Prozess beendet. Die Beschreibung der Ausführungsform unten nimmt an, dass die zweite eigene Vorrichtung 300 die Authentifizierungssatelliteninformationen empfängt, die von dem Sender 212 übertragen werden.
Der Sender 212 kann die derzeitige Position, die in S1 gemessen wurde, ebenso wie die Authentifizierungssatelliteninformationen übertragen. In diesem Fall kann der Sender 212 die derzeitige Position in Zuordnung zu den Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, der verwendet wird, um die derzeitige Position zu bestimmen, übertragen.
<Detaillierte Konfiguration der zweiten eigenen Vorrichtung 300>
Wie es in 6 dargestellt ist, enthält die zweite eigene Vorrichtung 300 den Kommunikator 310, eine Steuerung 320 und einen Satellitenempfänger 330. Der Kommunikator 310 kommuniziert drahtlos mit dem Kommunikator 210, der in der ersten eigenen Vorrichtung 200 enthalten ist.
Der Kommunikator 310 enthält einen Empfänger 311 und einen Sender 312. Der Kommunikator 310 enthält die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion, die oben beschrieben ist. Der Kommunikator 310 verwendet die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion, um mit dem Kommunikator 210 der ersten eigenen Vorrichtung 200 zu kommunizieren.
Der Satellitenempfänger 330 empfängt Radiowellen, die von dem GPS-Satelliten 2 und dem QZS-Satelliten 3 herrühren, in einem spezifizierten Zyklus. Zu Darstellungszwecken erläutert die folgende Beschreibung ein Beispiel, bei dem eine Radiowelle von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird.
Die Steuerung 320 ist als ein Computer vorhanden, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält. Die Steuerung 320 steuert den Kommunikator 310 und den Satellitenempfänger 330. Die CPU führt ein Programm, das in dem ROM gespeichert ist, aus, während sie eine zeitweilige Speicherfunktion des RAM verwendet, wodurch ein erster Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß 7 ausgeführt wird.
<Erster Vereinfachungsbestimmungsprozess>
Im Folgenden wird der erste Vereinfachungsbestimmungsprozess, der von der Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 durchgeführt wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm der 7 erläutert. Der erste Vereinfachungsbestimmungsprozess verwendet die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, um zu bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 empfangen wird, authentisch ist, ohne auf das Authentifizierungszentrum 120 zuzugreifen. Das Flussdiagramm der 7 kann beispielsweise starten, wenn der Kommunikator 310 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 die Authentifizierungssatelliteninformationen empfängt, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden.
In S31 werden die Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Kommunikator 310 empfangen werden, von dem Kommunikator 310 erlangt. S31 entspricht einem Satelliteninformationserlangungsabschnitt. Die Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten eine Satellitennummer und eine Übertragungszeit hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist.
In S32 wird eine Navigationsnachricht erlangt, die der Satellitenempfänger 330 von dem GPS-Satelliten 2 empfangen und als jüngstes ausgegeben hat. Der Satellitenempfänger 330 gibt mehrere Navigationsnachrichten, wenn diese von mehreren GPS-Satelliten 2 empfangen werden, innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer aus.
In S33 wird bestimmt, ob eine Satellitennummer, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S31 erlangt wurden, mit einer Satellitennummer übereinstimmt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S32 empfangen wurde. Das heißt, es wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Satellitennummer des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 erfolgreich authentifiziert wurde, und der Satellitennummer des GPS-Satelliten 2 gibt, von dem die zweite eigene Vorrichtung 300 die Navigationsnachricht empfängt. Die Satellitennummer entspricht Identifizierungsinformationen.
In S34 kann bestimmt werden, dass die Satellitennummern übereinstimmen (S34: Ja). In diesem Fall schreitet der Prozess zu S35 und bestimmt, dass unter den Navigationsnachrichten, die durch den Satellitenempfänger 330 von dem GPS-Satelliten 2 empfangen werden, die Navigationsnachricht, die die Satellitennummer enthält, die mit der Satellitennummer übereinstimmt, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, authentisch ist. Der Prozess wird dann beendet. Es kann bestimmt werden, dass die Satellitennummern nicht übereinstimmen (S34: Nein). In diesem Fall wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, für die eine fehlende Übereinstimmung hinsichtlich der Satellitennummer bestimmt wurde, nicht authentisch ist. Der Prozess wird dann beendet. S33 bis S35 entsprechen einem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (vereinfachten Bestimmungsabschnitt).
Beim Bestimmen der derzeitigen Position der Vorrichtung auf der Grundlage einer Navigationsnachricht, die in der GPS-Radiowelle enthalten ist, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, kann die Navigationsnachricht, die während des ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses als authentisch bestimmt wurde, als eine erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht behandelt werden. Gemäß einem Beispiel kann bestimmt werden, dass die derzeitige Position der zweiten eigenen Vorrichtung 300, die auf der Grundlage der Navigationsnachricht geortet wird, die während des ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses als authentisch bestimmt wurde, nicht gefälscht ist.
<Zusammenfassung der ersten Ausführungsform>
Gemäß der ersten Ausführungsform bestimmt die zweite eigene Vorrichtung 300 auf der Grundlage dessen, ob es eine Übereinstimmung zwischen einer Satellitennummer in der Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, und der Satellitennummer für den GPS-Satelliten 2 gibt, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, die die erste eigene Vorrichtung 200 von dem Authentifizierungszentrum 120 empfangen hat und die erfolgreich unter Verwendung einer H-Matrix, die nicht im Voraus erlangt werden kann, authentifiziert wurde, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, authentisch ist.
Eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, der die Quelle der bereits authentifizierten Navigationsnachricht ist, ist wahrscheinlicher authentisch als eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, der die Quelle einer nicht authentifizierten Navigationsnachricht ist. Daher kann die zweite eigene Vorrichtung 300 bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, authentisch ist, ohne die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 zu empfangen. Da die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 nicht empfangen muss, ist es möglich, eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 zu verringern.
Als Ergebnis kann die zweite eigene Vorrichtung 300 bestimmen, ob eine Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2 authentisch ist, während eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120, das verwendet wird, um eine Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2 zu authentifizieren, der für das Satellitenortungssystem verwendet wird, verringert wird.
<Erste Modifikation>
In der ersten Ausführungsform wurde beschrieben, dass die zweite eigene Vorrichtung 300 die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, direkt empfängt. Dieses ist jedoch nicht beschränkend. Gemäß einer Konfiguration (im Folgenden als erste Modifikation bezeichnet) kann beispielsweise eine straßenseitige Vorrichtung die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, empfangen und akkumulieren und kann die akkumulierten Authentifizierungssatelliteninformationen an die zweite eigene Vorrichtung 300 übertragen.
Im Folgenden wird ein vereinfachtes Authentifizierungssystem 1a gemäß der ersten Modifikation mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Zu Darstellungszwecken werden Elemente, die dieselben Funktionen wie in den Zeichnungen aufweisen, die verwendet werden, um die obige Ausführungsform zu erläutern, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Das vereinfachte Authentifizierungssystem 1a ähnelt dem vereinfachten Authentifizierungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme des Folgenden. Das vereinfachte Authentifizierungssystem 1a enthält eine straßenseitige Vorrichtung 400. Die straßenseitige Vorrichtung 400 vermittelt und liefert die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden. Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt die gelieferten Authentifizierungssatelliteninformationen.
<Schematische Konfiguration des vereinfachten Authentifizierungssystems 1a gemäß der ersten Modifikation>
Wie es in 8 dargestellt ist, enthält das vereinfachte Authentifizierungssystem 1a gemäß der ersten Modifikation die Überwachungsstation 110, das Authentifizierungszentrum 120, die Hauptsteuerstation 130, die erste eigene Vorrichtung 200, die zweite eigene Vorrichtung 300 und die straßenseitige Vorrichtung 400.
Die erste eigene Vorrichtung 200 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess in 4 und den Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess in 5 wie oben beschrieben durch. Die erste eigene Vorrichtung 200 entspricht einer ersten Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung. Der Satellitenempfänger 230 der ersten eigenen Vorrichtung 200 entspricht einem ersten Satellitenempfänger. S5 entspricht einem Authentifizierungsinformationsempfänger. S9 bis S11 entsprechen einem Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt. S22 entspricht einem Satellitenformationssender.
Die zweite eigene Vorrichtung 300 führt den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess in 7 durch. Die zweite eigene Vorrichtung 300 entspricht einer zweiten Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung. Der Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 entspricht einem zweiten Satellitenempfänger. Gemäß der ersten Modifikation empfängt der Kommunikator 310 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der straßenseitigen Vorrichtung 400 vermittelt werden. S31 entspricht dem Satelliteninformationserlangungsabschnitt. S33 bis S35 entsprechen einem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt.
<Detaillierte Konfiguration der straßenseitigen Vorrichtung 400 gemäß der ersten Modifikation>
Die straßenseitige Vorrichtung 400 ist an einer Straße angeordnet und enthält einen Kommunikator 410, eine Steuerung 420 und einen Speicher 430, wie es in 8 dargestellt ist. Der Kommunikator 410 verwendet die zugehörige Kurzstreckenkommunikationsfunktion, um eine sogenannte Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit dem Kommunikator 210, der in der ersten eigenen Vorrichtung 200 enthalten ist, und dem Kommunikator 310 zu ermöglichen, der in der zweiten eigenen Vorrichtung 300 enthalten ist.
Die Steuerung 420 ist als ein Computer vorhanden, der eine CPU, einen ROM und einen RAM enthält. Die Steuerung 420 steuert den Kommunikator 410 und ermöglicht es dem Speicher 430, die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen werden, zu akkumulieren. Die CPU führt ein Programm, das in dem ROM gespeichert ist, aus, während sie eine zeitweilige Speicherfunktion des RAM verwendet, wodurch ein Akkumulationsprozess gemäß 9 oder ein Lieferprozess gemäß 10 ausgeführt wird.
<Akkumulationsprozess>
Die Steuerung 420 der straßenseitigen Vorrichtung 400 führt den Akkumulationsprozess durch, um die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen wurden, zu akkumulieren. Dieser Akkumulationsprozess wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 9 beschrieben. Das Flussdiagramm in 9 kann beispielsweise starten, wenn der Kommunikator 410 der straßenseitigen Vorrichtung 400 die Authentifizierungssatelliteninformationen von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfängt.
In S41 werden die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, über den Kommunikator 410 empfangen. S41 entspricht einem Satelliteninformationsempfänger.
In S42 akkumuliert der Speicher 430 die Authentifizierungssatelliteninformationen, die in S41 empfangen wurden, und der Prozess wird beendet. Der Speicher 430 entspricht einem Akkumulationsabschnitt. Der Speicher 430 kann beispielsweise bereits die Authentifizierungssatelliteninformationen akkumulieren, die dieselbe Satellitennummer enthalten. In einem derartigen Fall können die Authentifizierungssatelliteninformationen, die einer früheren Übertragungszeit entsprechen, gelöscht werden. Die Authentifizierungssatelliteninformationen, die einer jüngeren Übertragungszeit entsprechen, können in dem Speicher 430 akkumuliert werden.
Ein weiteres mögliches Beispiel besteht darin, die Authentifizierungssatelliteninformationen, deren Übertragungszeit gleich oder länger als eine spezifizierte Zeitdauer wie beispielsweise eine Stunde ist, zu löschen. Der Speicher 430 kann auf ein Akkumulieren relativ neuer Authentifizierungssatelliteninformationen begrenzt werden, sodass der erste Vereinfachungsbestimmungsprozess in der zweiten eigenen Vorrichtung 300 die Genauigkeit der Bestimmung einer Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern kann. Dieses kommt daher, dass eine Navigationsnachricht weniger wahrscheinlich nachgeahmt und wahrscheinlicher authentisch ist, wenn die Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, während einer relativen kurzen Zeitdauer innerhalb eines Bereiches empfangen wird, der mit einem Bereich der Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation vergleichbar ist.
<Lieferprozess>
Die Steuerung 420 der straßenseitigen Vorrichtung 400 führt einen Lieferprozess zum Liefern der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Akkumulationsprozess akkumuliert werden, durch. Der Lieferprozess wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm der 10 beschrieben. Das Flussdiagramm der 10 kann als Reaktion auf eine Energie-ein-Sequenz der straßenseitigen Vorrichtung 400 starten und kann als Reaktion auf eine Energie-aus-Sequenz der straßenseitigen Vorrichtung 400 enden.
In S51 wird bestimmt, ob ein Lieferzeitpunkt zum Liefern der Authentifizierungssatelliteninformationen, die in dem Speicher 430 akkumuliert wurden, erreicht ist. Der Lieferzeitpunkt für die Authentifizierungssatelliteninformationen kann beispielsweise als spezieller Zyklus definiert sein. Der Prozess schreitet zu S52, wenn bestimmt wird, dass der Lieferzeitpunkt erreicht ist (S51: Ja). Der Prozess wiederholt S51, wenn bestimmt wird, dass der Lieferzeitpunkt nicht erreicht ist (S51: Nein).
In S52 liefert der Kommunikator 410 die Authentifizierungssatelliteninformationen, die in dem Speicher 430 akkumuliert wurden, und der Prozess kehrt zu S51 zurück. Der Speicher 430 kann die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich mehrerer GPS-Satelliten 2 akkumulieren. In einem derartigen Fall können die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich der Mehrzahl an GPS-Satelliten 2 geliefert werden.
<Zusammenfassung der ersten Modifikation>
Gemäß der ersten Modifikation kann ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die zweite eigene Vorrichtung 300 bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, authentisch ist, ohne die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 zu empfangen. Da die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 nicht empfangen muss, wird eine Kommunikationsverarbeitungslast für das Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Gemäß der ersten Modifikation müssen die erste eigene Vorrichtung 200 und die zweite eigene Vorrichtung 300 keinen Abstand aufrechterhalten, in dem die Zwischenfahrzeugkommunikation möglich ist. Die straßenseitige Vorrichtung 400 akkumuliert zeitweilig die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, und liefert die Authentifizierungssatelliteninformationen. Dieses ermöglicht es der zweiten eigenen Vorrichtung 300, die Authentifizierungssatelliteninformationen zu erlangen, wenn die zweite eigene Vorrichtung 300 später als die erste eigene Vorrichtung 200 in die Nähe der straßenseitigen Vorrichtung 400 gelangt.
Da die straßenseitige Vorrichtung 400 an der Straße angeordnet ist, werden die Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch die straßenseitige Vorrichtung 400 von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen werden, auf die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2 eingegrenzt, dessen Navigationsnachricht in der Nähe der straßenseitigen Vorrichtung 400 empfangbar ist. Daher kann bzw. muss die straßenseitige Vorrichtung 400 nur die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, dessen Navigationsnachrichten in der Nähe der straßenseitigen Vorrichtung 400 empfangbar sind, liefern. Als Ergebnis kann die zweite eigene Vorrichtung 300, die die Authentifizierungssatelliteninformationen von der straßenseitigen Vorrichtung 400 empfängt, effizient die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2 empfangen, dessen Navigationsnachrichten in der Nähe des Fahrzeugs empfangbar sind.
<Zweite Modifikation>
Gemäß der ersten Modifikation empfängt die straßenseitige Vorrichtung 400 die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, und akkumuliert die Authentifizierungssatelliteninformationen, und die straßenseitige Vorrichtung 400 liefert die akkumulierten Authentifizierungssatelliteninformationen. Dieses ist jedoch nicht beschränkend. Die straßenseitige Vorrichtung kann beispielsweise den eine Authentifizierung betreffenden Prozess ähnlich wie die erste eigene Vorrichtung 200 durchführen. Die straßenseitige Vorrichtung 400 kann die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, liefern. Die zweite eigene Vorrichtung 300 kann die gelieferten Authentifizierungssatelliteninformationen empfangen.
Außerdem kann die erste eigene Vorrichtung 200 oder die straßenseitige Vorrichtung 400 die Authentifizierungssatelliteninformationen über das öffentliche Netzwerk übertragen. Die zweite eigene Vorrichtung 300 kann die übertragenen Authentifizierungssatelliteninformationen empfangen. In diesem Fall kann der Kommunikator 310 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 ebenfalls die Weitbereichskommunikationsfunktion zum Empfangen der Authentifizierungssatelliteninformationen über das öffentliche Netzwerk enthalten.
<Dritte Modifikation>
Die erste Ausführungsform bestimmt, ob eine empfangene Navigationsnachricht authentisch ist, auf der Grundlage dessen, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Satellitennummer, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen werden, und der Satellitennummer gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird. Dieses ist jedoch nicht beschränkend. Es kann bevorzugt sein, dass die dritte Modifikation, die unten beschrieben wird, verwendet wird, um die Genauigkeit der Bestimmung einer Authentizität einer Navigationsnachricht zu verbessern.
Die dritte Modifikation ähnelt der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme von Unterschieden in dem Prozess in der Steuerung 220 der ersten eigenen Vorrichtung 200 und dem Prozess in der Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300. Genauer gesagt, die dritte Modifikation unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die dritte Modifikation in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit einer Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen werden, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, bestimmt, ob eine empfangene Navigationsnachricht authentisch ist.
<Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess gemäß der dritten Modifikation>
Der eine Authentifizierung betreffende Prozess in der Steuerung 220 der ersten eigenen Vorrichtung 200 gemäß der dritten Modifikation ist ähnlich wie derjenige gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich aber teilweise von dieser. Die folgende Beschreibung erläutert den Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess gemäß der dritten Modifikation.
Der Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess gemäß der dritten Modifikation überträgt die Authentifizierungssatelliteninformationen, die nicht nur die Satellitennummer und die Übertragungszeit, die aus einer erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht extrahiert wurden, sondern auch die Empfangszeit enthalten, zu der der Satellitenempfänger 230 der ersten eigenen Vorrichtung 200 die erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht empfangen hat.
<Erster Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß der dritten Modifikation>
Die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gemäß der dritten Modifikation führt den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch. Die folgende Beschreibung erläutert den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess mit Bezug auf das Flussdiagramm der 11. Das Flussdiagramm der 11 kann gestartet werden, wenn der Kommunikator 310 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 die Authentifizierungssatelliteninformationen empfängt, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden. Die Steuerung 320 kann den Prozess gemäß dem Flussdiagramm in 11 für jeden der GPS-Satelliten 2 durchführen, wenn die Authentifizierungssatelliteninformationen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden, Informationen hinsichtlich der jeweiligen GPS-Satelliten 2 enthalten.
In S61 werden die Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Kommunikator 310 empfangen werden, von dem Kommunikator 310 erlangt. S61 entspricht ebenfalls dem Satelliteninformationserlangungsabschnitt. Die Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten die Übertragungszeit, die Empfangszeit und die Satellitennummer hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist.
In S62 werden eine Navigationsnachricht und die Empfangszeit der Navigationsnachricht erlangt. Hier ist die Navigationsnachricht die Navigationsnachricht, die der Satellitenempfänger 330 von dem GPS-Satelliten 2 empfangen und als jüngste ausgegeben hat. Der Satellitenempfänger 330 gibt mehrere Navigationsnachrichten aus, wenn diese von dem GPS-Satelliten 2 innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer empfangen werden.
In S63 wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Satellitennummer, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Satellitennummer gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 empfangen wurde.
In S64 wird bestimmt, ob die Satellitennummern übereinstimmen. Der Prozess schreitet zu S65, wenn die Satellitennummern übereinstimmen (S64: Ja). Der Prozess wird beendet, wenn die Satellitennummern nicht übereinstimmen (S64: Nein).
In S65 wird in Bezug auf die Authentifizierungssatelliteninformationen und die Navigationsnachricht, für die in S64 bestimmt wurde, dass sie eine übereinstimmende Satellitennummer enthält, bestimmt, ob es eine Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 empfangen wurde. Mit anderen Worten, es wird hinsichtlich desselben GPS-Satelliten 2 bestimmt, ob die Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 empfangen werden, und die Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 empfangen wird, eine Kontinuität aufweisen, die einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Empfangszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, und der Empfangszeit der Navigationsnachricht entspricht. S65 entspricht einem ersten Kontinuitätsbestimmungsabschnitt.
Ein Beispiel des Prozesses in S65 wird mit Bezug auf 12 beschrieben. Gemäß dem Beispiel in 12 verwendet die erste eigene Vorrichtung 200 das Authentifizierungszentrum 120, um eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt, erfolgreich zu authentifizieren. Die erste eigene Vorrichtung 200 überträgt die Authentifizierungssatelliteninformationen hinsichtlich der Navigationsnachricht an die zweite eigene Vorrichtung 300. Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt danach eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt.
Der GPS-Satellit 2a überträgt ursprünglich eine Navigationsnachricht, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 erfolgreich authentifiziert wird, zu einer Übertragungszeit Ti1. Die erste eigene Vorrichtung 200 empfängt die Navigationsnachricht zu der Empfangszeit To1. Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt danach eine Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2a zu der Empfangszeit To2, wenn der GPS-Satellit 2a die Navigationsnachricht zu der Übertragungszeit Ti2 ursprünglich überträgt.
In dem Prozess in S65 wird die Empfangszeit (To1), die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, von der Empfangszeit (To2) der Navigationsnachricht subtrahiert, die in S62 erlangt wurde, um eine Empfangszeitdifferenz (To2 – To1) zu finden, die eine Differenz von der Empfangszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, zu der Empfangszeit der Navigationsnachricht ist, die in S62 erlangt wurde.
Dann wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (Ti1 + (To2 – To1)), die aus der Addition der berechneten Empfangszeitdifferenz (To2 – To1) zu der Übertragungszeit (Ti1), die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurde, und der Übertragungszeit (Ti2), die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, gibt. Die Übereinstimmung bezeichnet hier nicht nur eine vollständige Übereinstimmung, sondern auch eine näherungsweise Übereinstimmung innerhalb eines Fehlerbereiches.
Wenn eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (Ti1 + (To2 – To1)) und der Übertragungszeit (Ti2) bestimmt wird, wird das Vorhandensein einer Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, bestimmt. Wenn keine Übereinstimmung bestimmt wird, wird die Abwesenheit einer Kontinuität bestimmt.
Der Prozess in S65 kann bestimmen, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (To2 – To1), die aus einer Subtraktion der Empfangszeit (To1), die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, von der Empfangszeit (To2) der Navigationsnachricht, die in S62 erlangt wurde, resultiert, und der Zeit (Ti2 – Ti1) gibt, die aus einer Subtraktion der Übertragungszeit (Ti1), die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, von der Übertragungszeit (Ti2), die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, resultiert.
Wenn eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (To2 – To1) und der Zeit (Ti2 – Ti1) bestimmt wird, wird das Vorhandensein einer Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, bestimmt. Wenn keine Übereinstimmung bestimmt wird, wird die Abwesenheit einer Kontinuität bestimmt.
Wenn in S66 in 11 bestimmt wird, dass es die Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, gibt (S66: Ja), schreitet der Prozess zu S67. In S67 wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die die Übertragungszeit enthält, von der die Kontinuität mit der Übertragungszeit bestimmt wurde, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, authentisch ist. Der Prozess wird dann beendet.
Wenn die Abwesenheit der Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die in S61 erlangt wurden, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S62 erlangt wurde, bestimmt wird (S66: Nein), wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die die Übertragungszeit enthält, von der bestimmt wurde, dass sie keine Kontinuität mit der Übertragungszeit aufweist, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, nicht authentisch ist. Der Prozess wird dann beendet. S66 und S67 entsprechen einem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (vereinfachten Bestimmungsabschnitt).
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S66 Nein lautet, kann bestimmt werden, dass die Navigationsnachricht, die die Übertragungszeit enthält, von der bestimmt wurde, dass sie keine Kontinuität mit der Übertragungszeit aufweist, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, nicht authentisch ist.
<Zusammenfassung der dritten Modifikation>
Gemäß der dritten Modifikation kann die zweite eigene Vorrichtung 300 ähnlich wie in der ersten Ausführungsform bestimmen, dass eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wird, authentisch ist, ohne die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 zu empfangen. Daher muss die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Wenn ein Repeater, der ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 dupliziert, verwendet wird, tritt eine Verzögerung in der Empfangszeit einer Navigationsnachricht in Bezug auf die authentische Navigationsnachricht auf. Wenn ein Simulator, der in der Lage ist, ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 zu imitieren, verwendet wird, tritt eine Diskrepanz in der Übertragungszeit oder der Empfangszeit einer Navigationsnachricht in Bezug auf die authentische Navigationsnachricht auf. Insbesondere annulliert die Verwendung eines Repeaters oder eines Simulator die Kontinuität entsprechend einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 empfangen wird.
Die dritte Modifikation bestimmt nicht, dass eine neu empfangene Navigationsnachricht authentisch ist, wenn die Kontinuität entsprechend einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, und der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 empfangen wird, nicht vorhanden ist. Daher kann die dritte Modifikation verhindern, dass eine empfangene Navigationsnachricht als authentisch bestimmt wird, wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, und kann die Genauigkeit der Bestimmung der Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Elemente, die dieselben Funktionen wie in den Zeichnungen aufweisen, die verwendet werden, um die erste Ausführungsform zu beschreiben, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird aus Vereinfachungsgründen nicht wiederholt.
Ein vereinfachtes Authentifizierungssystem 1b gemäß der zweiten Ausführungsform gleicht dem vereinfachten Authentifizierungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass die zweite eigene Vorrichtung 300 auf das Authentifizierungszentrum 120 zugreift, um eine empfangene Navigationsnachricht mindestens einmal zu authentifizieren, und dass eine Navigationsnachricht, die in der zweiten eigenen Vorrichtung 300 in der Vergangenheit erfolgreich authentifiziert wurde, verwendet wird, um die Authentizität einer Navigationsnachricht zu bestimmen, die durch den Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 empfangen wird, ohne auf das Authentifizierungszentrum 120 zuzugreifen.
<Schematische Konfiguration des vereinfachten Authentifizierungssystems 1b gemäß der zweiten Ausführungsform>
Wie es in 13 dargestellt ist, enthält das vereinfachte Authentifizierungssystem 1b gemäß der zweiten Ausführungsform die Überwachungsstation 110, das Authentifizierungszentrum 120, die Hauptsteuerstation 130, die erste eigene Vorrichtung 200 und die zweite eigene Vorrichtung 300.
Die erste eigene Vorrichtung 200 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess in 4 und den Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess in 5 wie oben beschrieben durch.
Die zweite eigene Vorrichtung 300 führt nicht nur den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess in 7, sondern auch den eine Authentifizierung betreffenden Prozess in 14 und den zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozess in 15 durch. Der eine Authentifizierung betreffende Prozess von S71 bis S82 in 14 wird als gleich dem eine Authentifizierung betreffenden Prozess von S1 bis S12 in 4 angenommen. Daher entspricht S75 dem Authentifizierungsinformationsempfänger. S79 bis S81 entsprechen dem Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt.
Die zweite eigene Vorrichtung 300 verwendet einen nichtflüchtigen Speicher wie beispielsweise ein Sicherungs-RAM der Steuerung 320, um die Empfangszeit einer authentifizierten Navigationsnachricht in Zuordnung zu der authentifizierten Navigationsnachricht zu speichern. Die authentifizierte Navigationsnachricht bezeichnet eine Navigationsnachricht, die der eine Authentifizierung betreffende Prozess in 14 erfolgreich authentifiziert hat. Nur die Satellitennummer und die Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, können oder müssen in Zuordnung zu der Empfangszeit gespeichert werden.
<Zweiter Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform>
Die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gemäß der zweiten Ausführungsform führt einen zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch. Der zweite Vereinfachungsbestimmungsprozess wird mit Bezug auf das Flussdiagramm in 15 beschrieben. Das Flussdiagramm in 15 kann beispielsweise starten, wenn der Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 eine Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2 empfängt. Das Flussdiagramm in 15 kann für jede Navigationsnachricht von mehreren GPS-Satelliten 2 durchgeführt werden, wenn der Satellitenempfänger 330 die Navigationsnachrichten von den GPS-Satelliten 2 innerhalb eines Zyklus einer aufeinanderfolgenden Ausgabe von dem Satellitenempfänger 330 an die Steuerung 320 empfängt.
In S91 wird eine Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 empfangen wurde, von dem Satellitenempfänger 330 erlangt.
In S92 wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Satellitennummer, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde, und der Satellitennummer gibt, die in einer authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, die bereits in dem Speicher der Steuerung 320 gespeichert ist.
Der Prozess schreitet zu S94, wenn in S93 bestimmt wird, dass die Satellitennummern übereinstimmen (S93: Ja). Der Prozess wird beendet, wenn in S93 bestimmt wird, dass sich die Satellitennummern voneinander unterscheiden (S93: Nein). Es kann auch bestimmt werden, dass sich die Satellitennummern voneinander unterscheiden, wenn keine authentifizierte Navigationsnachricht in dem Speicher der Steuerung 320 gespeichert ist.
In S94 wird bestimmt, ob es eine Kontinuität zwischen der authentifizierten Navigationsnachricht und der Navigationsnachricht gibt, die in S91 erlangt wurde und von der in S93 bestimmt wurde, dass sie eine übereinstimmende Satellitennummer enthält. Im Detail wird bestimmt, ob die Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wird, und die Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, die die Übertragungszeit enthält, eine Kontinuität aufweisen, die einer Empfangszeitdifferenz entspricht, die eine Differenz von der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht zu der Empfangszeit der neu empfangenen Navigationsnachricht ist. S94 entspricht einem zweiten Kontinuitätsbestimmungsabschnitt.
Ein Beispiel des Prozesses in S94 wird unter Verwendung der 16 beschrieben. Als eine Vorbedingung für das Beispiel in 16 hat die zweite eigene Vorrichtung 300 unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 erfolgreich eine Navigationsnachricht authentifiziert, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt. Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt danach eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt.
Es wird angenommen, dass die Übertragungszeit Ti3 eine Übertragungszeit der authentifizierten Navigationsnachricht ist, das heißt der Navigationsnachricht, die die zweite eigene Vorrichtung 300 unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 erfolgreich authentifiziert hat. Die Empfangszeit To3 wird als eine Empfangszeit der Navigationsnachricht durch die zweite eigene Vorrichtung 300 angenommen. Die Übertragungszeit Ti4 und die Empfangszeit To4 werden als Übertragungszeit und Empfangszeit einer Navigationsnachricht angenommen, die die zweite eigene Vorrichtung 300 danach von dem GPS-Satelliten 2a neu empfängt.
In dem Prozess in S94 wird die Empfangszeit (To3) der authentifizierten Navigationsnachricht von der Empfangszeit (To4) der Navigationsnachricht, die in S91 erlangt wurde, subtrahiert, um eine Empfangszeitdifferenz (To4 – To3) zu finden, die eine Differenz zwischen der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht und der Empfangszeit der Navigationsnachricht ist, die in S91 erlangt wurde.
Dann wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (Ti3 + (To4 – To3)), die aus einer Addition der berechneten Empfangszeitdifferenz (To4 – To3) zu der Übertragungszeit (Ti3) resultiert, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit (Ti4) gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde. Die Übereinstimmung bezeichnet hier nicht nur eine vollständige Übereinstimmung, sondern auch eine näherungsweise Übereinstimmung innerhalb eines Fehlerbereiches. Die Übereinstimmung kann hier als Konsistenz bezeichnet werden.
Wenn eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (Ti3 + (To4 – To3)) und der Übertragungszeit (Ti4) bestimmt wird, wird bestimmt, dass es die Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde. Es wird bestimmt, dass es keine Kontinuität gibt, wenn keine Übereinstimmung bestimmt wird.
Der Prozess in S94 kann bestimmen, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (To4 – To3), die aus einer Subtraktion der Empfangszeit (To3) für die authentifizierte Navigationsnachricht von der Empfangszeit (To4) für die Navigationsnachricht, die in S91 erlangt wurde, resultiert, und der Zeit (Ti4 – Ti3), die aus einer Subtraktion der Übertragungszeit (Ti3), die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, von der Übertragungszeit (Ti4), die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde, resultiert, gibt.
Es kann bestimmt werden, dass es die Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde, wenn eine Übereinstimmung zwischen der Zeit (To4 – To3) und der Zeit (Ti4 – Ti3) bestimmt wird. Die Steuerung 320 kann bestimmen, dass es keine Kontinuität gibt, wenn keine Übereinstimmung bestimmt wird.
Wenn in S95 in 15 bestimmt wird, dass es die Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde (S95: Ja), schreitet der Prozess zu S96. In S96 wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die in S91 erlangt wurde, authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet.
Wenn bestimmt wird, dass es keine Kontinuität zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde (S95: Nein), wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die in S91 erlangt wurde, nicht authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet. S95 und S96 entsprechen einem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (vereinfachten Bestimmungsabschnitt).
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S95 Nein lautet, kann bestimmt werden, dass die Navigationsnachricht, die in S91 erlangt wurde, nicht authentisch ist.
In der zweiten Ausführungsform kann der zweite Vereinfachungsbestimmungsprozess beispielsweise eine authentifizierte Navigationsnachricht, die die Satellitennummer enthält, die mit der Satellitennummer übereinstimmt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die in S91 erlangt wurde, erlangen. In diesem Fall kann die Steuerung 320 den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen durchführen, die von der ersten eigenen Vorrichtung 200 übertragen werden.
Die zweite Ausführungsform kann die authentifizierte Navigationsnachricht, die in dem Speicher der Steuerung 320 gespeichert ist, löschen, wenn ein Zeitnehmer zum Messen der Empfangszeit, d. h. der Zeit, zu der der Satellitenempfänger 330 eine Navigationsnachricht empfängt, eine verstrichene Zeit angibt, die eine Zeitverzögerung bewirkt, die einen Bereich überschreitet, innerhalb dem die Zeit oder ein Zeitintervall in S94 als konsistent bestimmt wird. Nachdem die authentifizierte Navigationsnachricht gelöscht wurde, kann die Authentifizierung einer Navigationsnachricht, die von demselben GPS-Satelliten neu empfangen wird, unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 durchgeführt werden, und die erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht kann als eine authentifizierte Navigationsnachricht in dem Speicher gespeichert werden.
<Zusammenfassung der zweiten Ausführungsform>
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die zweite eigene Vorrichtung 300, wenn die zweite eigene Vorrichtung 300 eine Navigationsnachricht unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 einmal erfolgreich authentifiziert hat, auf der Grundlage der authentifizierten Navigationsnachricht und der Empfangszeit, die in dem Speicher gespeichert sind, bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 neu empfangen wird, der die Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, authentisch ist. Daher muss die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 für eine neu empfangene Navigationsnachricht nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, wird die Kontinuität entsprechend einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit der Navigationsnachricht, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 neu empfangen wird, nicht gewährleistet.
Wenn gemäß der zweiten Ausführungsform die Kontinuität entsprechend einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit der Navigationsnachricht, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 neu empfangen wird, nicht vorhanden ist, wird bestimmt, dass die neu empfangene Navigationsnachricht nicht authentisch ist. Daher kann die Ausführungsform verhindern, dass eine Navigationsnachricht als authentisch bestimmt wird, wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, und kann die Genauigkeit der Bestimmung der Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern.
<Vierte Modifikation>
Oben wurde die zweite Ausführungsform beschrieben, die in Abhängigkeit davon, ob die Kontinuität entsprechend einer Empfangszeitdifferenz zwischen der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Übertragungszeit einer Navigationsnachricht, die durch die zweite eigene Vorrichtung 300 hinsichtlich desselben GPS-Satelliten 2 neu empfangen wird, vorhanden ist, bestimmt, ob eine empfangene Navigationsnachricht authentisch ist. Dieses ist jedoch nicht beschränkend.
Es kann beispielsweise eine Konfiguration (im Folgenden als vierte Modifikation bezeichnet) in Abhängigkeit davon, ob eine Kontinuität zwischen zwei Pseudo-Strecken, das heißt einer Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit und der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht bestimmt wird, und einer anderen Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit und der Empfangszeit einer neu empfangenen Navigationsnachricht bestimmt wird, vorhanden ist, bestimmen, ob eine empfangene Navigationsnachricht authentisch ist. Die vierte Modifikation gleicht der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 einen teilweise unterschiedlichen Prozess durchführt. Im Detail unterscheidet sich die vierte Modifikation von der zweiten Ausführungsform in einem Teil des zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses, der von der Steuerung 320 durchgeführt wird.
<Zweiter Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß der vierten Modifikation>
Die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gemäß der vierten Modifikation führt den zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch, der mit Bezug auf das Flussdiagramm in 17 beschrieben wird. Das Flussdiagramm in 17 kann beispielsweise ebenfalls starten, wenn der Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 eine Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2 empfängt.
Das Flussdiagramm der 17 kann ebenfalls für jede Navigationsnachricht von mehreren GPS-Satelliten 2 durchgeführt werden, wenn der Satellitenempfänger 330 die Navigationsnachrichten von den GPS-Satelliten 2 innerhalb eines Zyklus einer aufeinanderfolgenden Ausgabe von dem Satellitenempfänger 330 an die Steuerung 320 empfängt.
In S101 wird eine Empfangszeitdifferenz bestimmt, die eine Differenz zwischen der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht, die in dem Speicher der Steuerung 320 gespeichert ist, und der Empfangszeit einer Navigationsnachricht ist, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wird. Die Steuerung 320 schreitet zu S102, wenn die Empfangszeitdifferenz innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer liegt (S101: Ja). Wenn die Empfangszeitdifferenz die spezifizierte Zeitdauer überschreitet (S101: Nein), wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wird, nicht authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet.
Die spezifizierte Zeitdauer wird derart geschätzt, dass die Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit einer Navigationsnachricht von dem GPS-Satelliten 2 und der Empfangszeit der Navigationsnachricht an dem Satellitenempfänger 230 bestimmt wird, wenn ein Repeater, der ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 dupliziert, oder ein Simulator, der in der Lage ist, ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 zu imitieren, nicht verwendet wird, wahrscheinlich keine Differenz bewirkt, die größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der für den später beschriebenen Schritt S105 verwendet wird. Die spezifizierte Zeitdauer kann auf einen beliebigen Wert eingestellt werden.
Die Pseudo-Strecke bezeichnet eine Strecke bzw. einen Abstand zwischen dem GPS-Satelliten 2 und dem Satellitenempfänger 330, die durch Multiplizieren der Lichtgeschwindigkeit mit der Fortpflanzungszeit berechnet wird, die aus der Übertragungszeit bei dem GPS-Satelliten 2 und der Empfangszeit bei dem Satellitenempfänger 330 bestimmt wird.
Der Prozess in S102 bis S104 gleicht dem in S91 bis S93. In S105 wird bestimmt, ob eine Kontinuität zwischen der authentifizierten Navigationsnachricht und der Navigationsnachricht vorhanden ist, die durch den Satellitenempfänger 330 neu erlangt wurde und für die in S104 bestimmt wurde, dass sie eine übereinstimmende Satellitennummer enthält. Im Detail bestimmt die Steuerung 320, ob eine Kontinuität zwischen zwei Pseudo-Strecken vorhanden ist. Eine Pseudo-Strecke wird aus der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht bestimmt. Die andere Pseudo-Strecke wird aus der Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wurde, und der Empfangszeit der Navigationsnachricht bestimmt. S105 entspricht ebenfalls einem zweiten Kontinuitätsbestimmungsabschnitt.
Die Pseudo-Strecke bezeichnet eine Strecke bzw. einen Abstand zwischen dem GPS-Satelliten 2 und dem Satellitenempfänger 330, die durch Multiplizieren der Lichtgeschwindigkeit mit der Fortpflanzungszeit berechnet wird, die aus der Übertragungszeit bei dem GPS-Satelliten und der Empfangszeit bei dem Satellitenempfänger 330 bestimmt wird.
Ein Beispiel des Prozesses in S105 wird mit Bezug auf 18 beschrieben. Als eine Vorbedingung für das Beispiel in 18 hat die zweite eigene Vorrichtung 300 unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 erfolgreich eine Navigationsnachricht authentifiziert, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt. Die zweite eigene Vorrichtung 300 empfängt danach eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt.
Es wird eine Pseudo-Strecke ρ1 aus der Übertragungszeit der authentifizierten Navigationsnachricht und der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht bestimmt. Es wird eine Pseudo-Strecke ρ2 aus der Übertragungszeit einer Navigationsnachricht, die danach durch den Satellitenempfänger 300 von dem GPS-Satelliten 2a neu empfangen wird, und der Empfangszeit der Navigationsnachricht bestimmt.
In S105 wird die Pseudo-Strecke (ρ1) durch Multiplizieren der Lichtgeschwindigkeit mit der Fortpflanzungszeit berechnet, die aus der Übertragungszeit der authentifizierten Navigationsnachricht und der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht bestimmt wird. Die Pseudo-Strecke (ρ2) wird durch Multiplizieren der Lichtgeschwindigkeit mit der Fortpflanzungszeit berechnet, die aus der Übertragungszeit einer Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wird, und der Empfangszeit der Navigationsnachricht bestimmt wird.
Die Pseudo-Strecke (ρ2) wird von der Pseudo-Strecke (ρ1) subtrahiert, um den Absolutwert der Differenz (|ρ1 – ρ2|) zu finden, und es wird bestimmt, ob der Absolutwert kleiner als ein Schwellenwert ist. Der Schwellenwert nähert sich hier einer oberen Grenze einer Änderung der Pseudo-Strecke zwischen dem GPS-Satelliten 2 und dem Satellitenempfänger 330 an, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird. Es wird angenommen, dass die Änderung aufgrund eines Verstreichens der spezifizierten Zeitdauer in S101 auftritt.
Wenn die Differenz kleiner als der Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass es die Kontinuität zwischen der authentifizierten Navigationsnachricht und der Navigationsnachricht gibt, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wurde. Wenn die Differenz größer oder gleich dem Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass es keine Kontinuität gibt.
Wenn in S106 in 17 bestimmt wird, dass es die Kontinuität zwischen der authentifizierten Navigationsnachricht und der Navigationsnachricht gibt, die durch den Satellitenempfänger 300 neu empfangen wurde (S106: Ja), schreitet der Prozess zu S107. In S107 wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wurde, authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet.
Die spezifizierte Zeitdauer in S101 wird als eine Bedingung bereitgestellt, die es S106 ermöglicht, das Vorhandensein und die Abwesenheit der Kontinuität für eine Navigationsnachricht zu bestimmen, wenn ein Repeater oder ein Simulator wie oben beschrieben nicht verwendet wird.
Wenn bestimmt wird, dass es keine Kontinuität zwischen der authentifizierten Navigationsnachricht und der Navigationsnachricht gibt, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wurde (S106: Nein), wird bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger 330 neu empfangen wurde, nicht authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet. S106 und S107 entsprechen ebenfalls dem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt.
<Zusammenfassung der vierten Modifikation>
Gemäß der vierten Modifikation authentifiziert die zweite eigene Vorrichtung 300 ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform einmal eine Navigationsnachricht erfolgreich unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120, und dann kann die zweite eigene Vorrichtung 300 auf der Grundlage der authentifizierten Navigationsnachricht und der Empfangszeit, die in dem Speicher gespeichert sind, bestimmen, ob eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2, der gleich der Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, neu empfangen wird, authentisch ist. Daher muss die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 für eine neu empfangene Navigationsnachricht nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Wenn ein Repeater, der ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 dupliziert, verwendet wird, tritt eine Verzögerung in der Empfangszeit einer Navigationsnachricht in Bezug auf die authentische Navigationsnachricht auf. Wenn ein Simulator, der in der Lage ist, ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 zu imitieren, verwendet wird, tritt eine Diskrepanz in der Übertragungszeit oder der Empfangszeit einer Navigationsnachricht in Bezug auf die authentische Navigationsnachricht auf. Wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, variiert insbesondere eine Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit und der Empfangszeit bestimmt wird, stark, und es geht die Kontinuität verloren.
Die vierte Modifikation bestimmt eine neu empfangene Navigationsnachricht nicht als authentisch, wenn keine Kontinuität zwischen zwei Pseudo-Strecken gefunden wird, das heißt einer Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und der Empfangszeit der authentifizierten Navigationsnachricht bestimmt wird, und der anderen Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit einer neu empfangenen Navigationsnachricht und der Empfangszeit der Navigationsnachricht bestimmt wird. Die vierte Modifikation kann verhindern, dass eine Navigationsnachricht als authentisch bestimmt wird, wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, und kann die Genauigkeit der Bestimmung einer Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern.
(Dritte Ausführungsform)
Im Folgenden wird die dritte Ausführungsform mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Elemente, die dieselben Funktionen wie in den Zeichnungen aufweisen, die verwendet werden, um die obigen Ausführungsformen zu beschreiben, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird aus Vereinfachungsgründen nicht wiederholt.
Das vereinfachte Authentifizierungssystem 1b gemäß der dritten Ausführungsform gleicht dem vereinfachten Authentifizierungssystem 1b gemäß der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Satellitenempfänger 330 eine Navigationsnachricht, die von der zweiten eigenen Vorrichtung 300 erfolgreich authentifiziert wurde, verwendet, um eine Authentizität einer Navigationsnachricht, die von einem anderen GPS-Satelliten 2 fast gleichzeitig wie die erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht empfangen wurde, zu bestimmen, ohne auf das Authentifizierungszentrum 120 zuzugreifen.
<Schematische Konfiguration des vereinfachten Authentifizierungssystems 1b gemäß der dritten Ausführungsform>
Ähnlich wie die zweite Ausführungsform enthält das vereinfachte Authentifizierungssystem 1b gemäß der dritten Ausführungsform die Überwachungsstation 110, das Authentifizierungszentrum 120, die Hauptsteuerstation 130, die erste eigene Vorrichtung 200 und die zweite eigene Vorrichtung 300.
Die erste eigene Vorrichtung 200 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess in 4 und den Authentifizierungssatelliteninformationsübertragungsprozess in 5 durch. Die zweite eigene Vorrichtung 300 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess in 14 ebenso wie den ersten Vereinfachungsbestimmungsprozess in 7 durch. Die zweite eigene Vorrichtung 300 führt einen dritten Vereinfachungsbestimmungsprozess in 19 anstelle des zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses, der in der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, durch.
Der Satellitenempfänger 330 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gibt zyklisch eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, innerhalb eines Zyklus an die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 aus. Der Satellitenempfänger 330 kann Navigationsnachrichten von drei oder mehr GPS-Satelliten 2 innerhalb eines Zyklus empfangen. In diesem Fall gibt der Satellitenempfänger 330 die Navigationsnachrichten, die diese GPS-Satelliten 2 betreffen, an die Steuerung 320 aus.
Die zweite eigene Vorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform führt eine Ortung auf der Grundlage von Navigationsnachrichten durch, die durch den Satellitenempfänger 330 von drei oder mehr GPS-Satelliten 2 innerhalb eines Zyklus empfangen werden. Die zweite eigene Vorrichtung 300 führt den eine Authentifizierung betreffenden Prozess durch, bis mindestens eine der Navigationsnachrichten, die für die Ortung verwendet werden, erfolgreich authentifiziert wird. Wenn eine Navigationsnachricht erfolgreich authentifiziert wurde, führt die zweite eigene Vorrichtung 300 den dritten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch, um zu bestimmen, ob die anderen Navigationsnachrichten authentisch sind, ohne auf das Authentifizierungszentrum 120 zuzugreifen. Die Navigationsnachrichten, die innerhalb eines Zyklus empfangen werden, können diejenigen bezeichnen, die fast gleichzeitig empfangen werden.
<Dritter Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß der dritten Ausführungsform>
Die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform führt den dritten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch, der mit Bezug auf das Flussdiagramm der 19 beschrieben wird. Das Flussdiagramm in 19 kann starten, wenn der eine Authentifizierung betreffende Prozess mindestens eine der Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, erfolgreich authentifiziert hat. Das Flussdiagramm der 19 kann für jeweilige Navigationsnachrichten durchgeführt werden, die zur Ortung verwendet werden und die von dem eine Authentifizierung betreffenden Prozess nicht authentifiziert wurden.
In S111 wird aus den Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, eine nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die sich von einer Navigationsnachricht (authentifizierte Navigationsnachricht) unterscheidet, die von dem eine Authentifizierung betreffenden Prozess erfolgreich authentifiziert wurde, erlangt.
In S112 wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Übertragungszeit, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, die in S111 erlangt wurde, und der Übertragungszeit gibt, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist. Die Übereinstimmung bezeichnet hier nicht nur eine vollständige Übereinstimmung, sondern auch eine näherungsweise Übereinstimmung innerhalb eines Fehlerbereiches. Die Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, entspricht Konsistenzinformationen. S112 entspricht einem Konsistenzbestimmungsabschnitt.
Ein Beispiel des Prozesses in S112 wird mit Bezug auf 20 beschrieben. Gemäß dem Beispiel in 20 werden GPS-Satelliten zur Ortung verwendet. Die zweite eigene Vorrichtung 300 verwendet das Authentifizierungszentrum 120, um eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2a herrührt, erfolgreich zu authentifizieren. Eine Navigationsnachricht, die von dem GPS-Satelliten 2b herrührt, ist noch nicht authentifiziert.
Der GPS-Satellit 2a überträgt die ursprüngliche Navigationsnachricht (d. h. authentifizierte Navigationsnachricht) zu der Übertragungszeit Ti5. Der GPS-Satellit 2b überträgt die ursprüngliche Navigationsnachricht (d. h. nicht authentifizierte Navigationsnachricht) zu der Übertragungszeit Ti6. Der Prozess in S112 bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Übertragungszeit (Ti5) der authentifizierten Navigationsnachricht und der Übertragungszeit (Ti6) der nicht authentifizierten Navigationsnachricht gibt.
Mehrere Navigationsnachrichten, die durch den Satellitenempfänger 330 innerhalb eines Zyklus empfangen werden, garantieren, dass ihre Übertragungszeiten übereinstimmen, wenn kein Repeater, der ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 dupliziert, oder Simulator, der in der Lage ist, ein Signal von dem GPS-Satelliten 2 zu imitieren, verwendet wird.
Wenn in S113 bestimmt wird, dass die Übertragungszeiten übereinstimmen (S113: Ja), wird bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht die Übertragungszeit enthält, die konsistent mit der Übertragungszeit ist, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, und dann schreitet der Prozess zu S114. In S114 wird bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S111 erlangt wurde, authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet. Wenn bestimmt wird, dass die Übertragungszeiten nicht übereinstimmen (S113: Nein), wird der Prozess beendet. In diesem Fall wird nicht bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S111 erlangt wurde, authentisch ist. S113 und S114 entsprechen ebenfalls dem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S113 Nein lautet, kann bestimmt werden, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S111 erlangt wurde, nicht authentisch ist.
In der dritten Ausführungsform kann beispielsweise der dritte Vereinfachungsbestimmungsprozess durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Der erste Vereinfachungsbestimmungsprozess kann durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Die dritte Ausführungsform kann ebenfalls den zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozess durchführen. In diesem Fall kann der dritte Vereinfachungsbestimmungsprozess durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Der zweite Vereinfachungsbestimmungsprozess kann durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken.
<Zusammenfassung der dritten Ausführungsform>
Wenn gemäß der dritten Ausführungsform die zweite eigene Vorrichtung 300 eine der Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 erfolgreich authentifiziert hat, können die anderen Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, auf der Grundlage der Übertragungszeiten als authentisch oder nicht authentisch bestimmt werden. Daher muss die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 für die anderen Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Die Übertragungszeiten der Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, stimmen überein, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird. Die dritte Ausführungsform bestimmt eine Navigationsnachricht auf der Grundlage dessen, ob die Übertragungszeit der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht übereinstimmt, als authentisch oder nicht authentisch. Daher kann die dritte Ausführungsform verhindern, dass eine Navigationsnachricht als authentisch bestimmt wird, wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird. Daher kann die dritte Ausführungsform die Genauigkeit der Bestimmung einer Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern.
<Fünfte Modifikation>
Es wurde die dritte Ausführungsform beschrieben, die eine nicht authentifizierte Navigationsnachricht als authentisch oder nicht authentisch auf der Grundlage dessen bestimmt, ob von den Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, die Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, mit der Übertragungszeit übereinstimmt, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist. Dieses ist jedoch nicht beschränkend.
Es kann beispielsweise eine Konfiguration (fünfte Modifikation) geben, die eine nicht authentifizierte Navigationsnachricht als authentisch oder nicht authentisch auf der Grundlage dessen bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen Satellitenpositionen gibt. Von den Satellitenpositionen wird eine Satellitenposition aus Orbitinformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, und der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, bestimmt. Eine andere Satellitenposition wird aus Orbitinformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, und der Übertragungszeit, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, bestimmt. Die fünfte Modifikation gleicht der dritten Ausführungsform mit der Ausnahme eines teilweisen Unterschieds in dem Prozess in der Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300. Im Detail unterscheidet sich die fünfte Modifikation von der dritten Ausführungsform in einem Teil des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses, den die Steuerung 320 durchführt.
Es ist bekannt, dass eine Navigationsnachricht Ephemeridendaten und Almanachdaten enthält. Die Almanachdaten enthalten Orbitinformationen nicht nur hinsichtlich des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, sondern hinsichtlich sämtlicher GPS-Satelliten 2 in einem Orbit. Satellitenpositionen sämtlicher GPS-Satelliten 2 können aus den Orbitinformationen und der Übertragungszeit der Navigationsnachricht berechnet werden. Die Ephemeridendaten enthalten Orbitinformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist. Eine Satellitenposition des GPS-Satelliten 2, der eine Quelle dieser Navigationsnachricht ist, kann noch genauer aus den Orbitinformationen und der Übertragungszeit der Navigationsnachricht berechnet werden.
Die fünfte Modifikation verwendet von den Orbitinformationen, die in den Almanachdaten und den Ephemeridendaten enthalten sind, die Orbitinformationen, die in den Almanachdaten enthalten sind. Die Orbitinformationen, die in den Almanachdaten enthalten sind, werden im Folgenden einfach als Orbitinformationen bezeichnet.
<Dritter Vereinfachungsbestimmungsprozess gemäß der fünften Modifikation>
Die Steuerung 320 der zweiten eigenen Vorrichtung 300 gemäß der fünften Modifikation führt den dritten Vereinfachungsbestimmungsprozess durch, der mit Bezug auf das Flussdiagramm der 21 beschrieben wird. Das Flussdiagramm in 21 kann ebenfalls starten, wenn der eine Authentifizierung betreffende Prozess mindestens eine der Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, erfolgreich authentifiziert hat. Das Flussdiagramm in 21 kann ebenfalls für jeweilige Navigationsnachrichten durchgeführt werden, die zur Ortung verwendet werden und von dem eine Authentifizierung betreffenden Prozess nicht authentifiziert wurden.
Gemäß dem Beispiel in 21 repräsentiert der GPS-Satellit 2a den GPS-Satelliten 2, der eine Quelle einer authentifizierten Navigationsnachricht ist.
In S121 wird ähnlich wie in dem obigen S111 eine nicht authentifizierte Navigationsnachricht mit der Ausnahme der authentifizierten Navigationsnachricht unter den Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, erlangt.
In S122 wird eine Position des GPS-Satelliten 2a unter Verwendung der Übertragungszeit, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, die zur Ortung verwendet wird, und der Orbitinformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2a, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, berechnet. Die Übertragungszeit und die Orbitinformationen entsprechen Satellitenpositionsberechnungsinformationen.
In S123 wird eine Position des GPS-Satelliten 2a unter Verwendung der Übertragungszeit, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten ist, die zur Ortung verwendet wird, und der Orbitinformationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2a, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, berechnet.
Die folgende Beschreibung erläutert, warum eine Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a aus den Orbitinformationen, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen wird, der nicht der GPS-Satellit 2a ist, der eine Quelle der authentifizierten Navigationsnachricht ist, berechnet werden kann. Der GPS-Satellit 2, der nicht der GPS-Satellit 2a ist, der eine Quelle der authentifizierten Navigationsnachricht ist, entspricht einem nicht authentifizierten Satelliten.
Die Orbitinformationen, die in den Almanachdaten enthalten sind, enthalten außerdem die Informationen hinsichtlich des GPS-Satelliten 2a, der nicht der GPS-Satellit 2 ist, der eine Quelle der nicht authentifizierten Navigationsnachricht ist. Wie oben beschrieben garantieren mehrere Navigationsnachrichten, die durch den Satellitenempfänger 330 innerhalb eines Zyklus empfangen werden, dass ihre Übertragungszeiten übereinstimmen, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird. Daher kann eine Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a ebenfalls aus der Übertragungszeit und den Orbitinformationen, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, berechnet werden.
In S124 wird bestimmt, ob es eine Übereinstimmung zwischen der Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a, die in S122 berechnet wurde, und der Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a gibt, die in S123 berechnet wurde. Die Übereinstimmung bezeichnet hier nicht nur eine vollständige Übereinstimmung, sondern auch eine näherungsweise Übereinstimmung innerhalb eines Fehlerbereiches. S124 entspricht dem Konsistenzbestimmungsabschnitt.
Die Übertragungszeiten der nicht authentifizierten Navigationsnachricht und der authentifizierten Navigationsnachricht, die zur Ortung verwendet werden, werden als übereinstimmend angenommen, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird. Die Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a wird aus der Übertragungszeit und den Orbitinformationen, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, berechnet. Daher kann dieselbe Satellitenposition wie die Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a aus der Übertragungszeit und den Orbitinformationen berechnet werden, die in der nicht authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird. Daher stimmt die Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a, die in S122 berechnet wird, mit der Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a überein, die in S123 berechnet wird, wenn kein Repeater oder Simulator verwendet wird.
Wenn in S125 bestimmt wird, dass die Satellitenpositionen übereinstimmen (S125: Ja), wird bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht die Orbitinformationen und die Übertragungszeit enthält, die konsistent mit den Orbitinformationen und der Übertragungszeit sind, die in der authentifizierten Navigationsnachricht enthalten sind, und dann schreitet der Prozess zu S126. In S126 wird bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S121 erlangt wurde, authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet. Wenn bestimmt wird, dass die Satellitenpositionen nicht übereinstimmen (S125: Nein), wird bestimmt, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S121 erlangt wurde, nicht authentisch ist, und dann wird der Prozess beendet. S113 und S114 entsprechen ebenfalls dem Vereinfachungsbestimmungsabschnitt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S125 Nein lautet, kann bestimmt werden, dass die nicht authentifizierte Navigationsnachricht, die in S121 erlangt wurde, nicht authentisch ist.
In der fünften Modifikation kann beispielsweise der dritte Vereinfachungsbestimmungsprozess durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des ersten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Der erste Vereinfachungsbestimmungsprozess kann durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Die fünfte Modifikation kann ebenfalls den zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozess durchführen. In diesem Fall kann der dritte Vereinfachungsbestimmungsprozess durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des zweiten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken. Der zweite Vereinfachungsbestimmungsprozess kann durchgeführt werden, um ein Bestimmungsergebnis des dritten Vereinfachungsbestimmungsprozesses zu bestätigen bzw. verstärken.
<Zusammenfassung der fünften Modifikation>
Gemäß der fünften Modifikation können ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, wenn die zweite eigene Vorrichtung 300 eine der Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, unter Verwendung des Authentifizierungszentrums 120 erfolgreich authentifiziert hat, die anderen Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, auf der Grundlage einer Satellitenposition, die aus den Orbitinformationen und der Übertragungszeit berechnet wird, als authentisch oder nicht authentisch bestimmt werden. Daher muss die zweite eigene Vorrichtung 300 die H-Matrix von dem Authentifizierungszentrum 120 für die anderen Navigationsnachrichten, die zur Ortung verwendet werden, nicht empfangen, was eine Kommunikationsverarbeitungslast bei dem Authentifizierungszentrum 120 verringert.
Die Verwendung eines Repeaters oder eines Simulators führt zu einer Differenz zwischen Übertragungszeiten, die in den Navigationsnachrichten enthalten sind, die zur Ortung verwendet werden, und demzufolge zu einer Differenz zwischen Satellitenpositionen desselben GPS-Satelliten 2, die aus der Übertragungszeit und den Orbitinformationen berechnet werden. Die dritte Ausführungsform bestimmt eine Navigationsnachricht auf der Grundlage dessen, ob die Satellitenposition mit derjenigen der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht übereinstimmt, als authentisch oder nicht authentisch. Daher kann die fünfte Ausführungsform verhindern, dass eine Navigationsnachricht als authentisch bestimmt wird, wenn ein Repeater oder ein Simulator verwendet wird, und dementsprechend kann die fünfte Ausführungsform die Genauigkeit der Bestimmung einer Authentizität einer Navigationsnachricht verbessern.
Die fünfte Modifikation hat ein Beispiel beschrieben, bei dem eine Satellitenposition des GPS-Satelliten 2a, der eine Quelle einer authentifizierten Navigationsnachricht ist, für die Übereinstimmung zwischen Satellitenpositionen verwendet wird. Alternativ kann eine Satellitenposition des GPS-Satelliten 2, der nicht der GPS-Satellit 2a ist, verwendet werden, solange wie der GPS-Satellit 2 eine Quelle einer Navigationsnachricht ist, die zur Ortung verwendet wird.
<Sechste Modifikation>
Es wurde eine Ausführungsform beschrieben, die nur Navigationsnachrichten, die von dem GPS-Satelliten 2 empfangen werden, zur Ortung verwendet. Es kann jedoch eine Navigationsnachricht, die von dem QZS-Satelliten 3 empfangen wird, zur Ortung verwendet werden. In diesem Fall kann die Navigationsnachricht, die von dem QZS-Satelliten 3 empfangen wird, ebenfalls ähnlich wie in dem Fall des GPS-Satelliten 2 authentifiziert werden.
Ein Beispiel der sechsten Modifikation besteht in dem Erzeugen einer RAND-Nachricht aus der Navigationsnachricht, die die Überwachungsstation 110 von dem QZS-Satelliten 3 empfängt. Das Authentifizierungszentrum 120 erzeugt Paritätsdaten auf der Grundlage der RAND-Nachricht. Die erzeugten Paritätsdaten werden an die Hauptsteuerstation 130 übertragen. Die Hauptsteuerstation 130 überträgt die Paritätsdaten an den QZS-Satelliten 3. Der QZS-Satellit 3 sendet eine Navigationsnachricht, die die Paritätsdaten enthält, zur Erde (mittels Rundsendung).
Die erste eigene Vorrichtung 200 oder die zweite eigene Vorrichtung 300 gemäß der zweiten und den anschließenden Ausführungsformen kann eine RAND-Nachricht aus der Navigationsnachricht erzeugen, die von dem QZS-Satelliten 3 empfangen wird. Die erste eigene Vorrichtung 200 oder die zweite eigene Vorrichtung 300 kann Vergleichsparitätsdaten aus der RAND-Nachricht und der H-Matrix, die von dem Authentifizierungszentrum 120 erlangt wird, erzeugen. Die erste eigene Vorrichtung 200 oder die zweite eigene Vorrichtung 300 kann Navigationsnachrichten durch Vergleichen der erzeugten Vergleichsparitätsdaten mit den Paritätsdaten, die von dem QZS-Satelliten 3 empfangen werden, authentifizieren.
<Siebte Modifikation>
Auch wenn das Authentifizierungsverfahren in der obigen Ausführungsform eines ist, das eine Navigationsnachricht authentifiziert, ist dieses nur ein Beispiel. Solange wie ein Authentifizierungsverfahren eines ist, das einen Zugriff auf eine Zertifizierungsorganisation benötigt, können andere Konfigurationen in dem Authentifizierungsverfahren verwendet werden (siebte Modifikation).
<Achte Ausführungsform>
Auch wenn die obige Ausführungsform die erste eigene Vorrichtung 200 und die zweite eigene Vorrichtung 300 darstellt, die für Fahrzeuge verwendet werden, ist dieses nicht beschränkend. Es kann beispielsweise eine Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die mit der ersten eigenen Vorrichtung 200 oder der zweiten eigenen Vorrichtung 300 vergleichbar ist, für ein mobiles Endgerät (Terminal) verwendet werden, das von einem Nutzer befördert wird.
Auch wenn Ausführungsformen und deren Konfigurationen dargestellt wurden, sind die Ausführungsformen und Konfigurationen der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben dargestellten beschränkt. Der Bereich der Ausführungsformen und Konfigurationen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält beispielsweise auch eine Ausführungsform und eine Konfiguration, die aus einer beliebigen Kombination von technischen Elementen, die in unterschiedlichen Ausführungsformen und Konfigurationen offenbart sind, resultiert.

Claims

Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung, die aufweist: einen Satellitenempfänger (330) zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Satelliteninformationserlangungsabschnitt (S31, S61) zum Erlangen von Authentifizierungssatelliteninformationen von einer Ortungsvorrichtung (200), die eine Authentifizierung durch Empfangen von Authentifizierungsinformationen, die einer Navigationsnachricht entsprechen, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, durchführt, wobei die Authentifizierungssatelliteninformationen Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist; und einen Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S33 bis S35, S66, S67, S95, S96, S106, S107, S113, S114, S125, S126) zum Bestimmen unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Navigationsnachricht Identifizierungsinformationen zum Identifizieren des künstlichen Satelliten enthält; die Authentifizierungssatelliteninformationen Identifizierungsinformationen zum Identifizieren des künstlichen Satelliten enthalten, der eine Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist; der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S33 bis S35) bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist, wenn die Identifizierungsinformationen, die in der Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, mit den Identifizierungsinformationen übereinstimmen, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten sind, die durch den Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden (S31); und der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt nicht bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist, wenn die Identifizierungsinformationen, die in der Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, nicht mit den Identifizierungsinformationen übereinstimmen, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten sind, die durch den Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Authentifizierungssatelliteninformationen eine Übertragungszeit, zu der der künstliche Satellit die erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht ursprünglich übertragen hat, und eine Empfangszeit enthalten, zu der die Ortungsvorrichtung die erfolgreich authentifizierte Navigationsnachricht empfangen hat, die Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung außerdem aufweist: einen ersten Kontinuitätsbestimmungsabschnitt (S65) zum Bestimmen, ob die Übertragungszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, die durch den Satelliteninformationserlangungsabschnitt (S61) erlangt werden, und die Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, der die Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, eine Kontinuität zueinander aufweisen, die einer Empfangszeitdifferenz entspricht, die eine Differenz zwischen einer Navigationsnachrichtenempfangszeit, die in den Authentifizierungssatelliteninformationen enthalten ist, und einer Empfangszeit der Navigationsnachricht von dem künstlichen Satelliten, der die Quelle der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht ist, bei dem Satellitenempfänger ist, wobei wenn der erste Kontinuitätsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass es die Kontinuität gibt, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S66, S67) bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist; und wenn der erste Kontinuitätsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass es keine Kontinuität gibt, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt nicht bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem aufweist: einen Authentifizierungsinformationsempfänger (S75) zum Empfangen der Authentifizierungsinformationen von dem Authentifizierungszentrum; einen Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt (S79 bis S81) zum Authentifizieren der Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen, die durch den Authentifizierungsinformationsempfänger empfangen werden; und einen zweiten Kontinuitätsbestimmungsabschnitt (S94, S105) zum Bestimmen, ob es eine Kontinuität zwischen der Navigationsnachricht, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, und einer neuen Navigationsnachricht gibt, die der Satellitenempfänger von dem künstlichen Satelliten empfängt, der die Quelle der Navigationsnachricht ist, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, wobei wenn der zweite Kontinuitätsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass es die Kontinuität gibt, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S95, S96, S106, S107) bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist; und wenn der zweite Kontinuitätsbestimmungsabschnitt bestimmt, dass es keine Kontinuität gibt, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt nicht bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Navigationsnachricht ihre Übertragungszeit enthält; und der zweite Kontinuitätsbestimmungsabschnitt bestimmt, ob eine Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, und eine Übertragungszeit, die in der neuen Navigationsnachricht enthalten ist, eine Kontinuität zueinander aufweisen, die einer Empfangszeitdifferenz zwischen einer Empfangszeit der erfolgreich authentifizierten Navigationsnachricht und einer Empfangszeit der neuen Navigationsnachricht entspricht.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Navigationsnachricht ihre Übertragungszeit enthält; die neue Navigationsnachricht die Navigationsnachricht ist, die der Satellitenempfänger innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer von einer Empfangszeit der Navigationsnachricht, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, empfängt; und der zweite Kontinuitätsbestimmungsabschnitt (S105) bestimmt, dass es die Kontinuität zwischen der Navigationsnachricht, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, und der neuen Navigationsnachricht gibt, wenn eine Differenz zwischen einer Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit und der Empfangszeit der Navigationsnachricht, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, bestimmt wird, und einer Pseudo-Strecke, die aus der Übertragungszeit und der Empfangszeit der neuen Navigationsnachricht bestimmt wird, kleiner als ein Schwellenwert ist.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Navigationsnachricht Konsistenzinformationen enthält, die eine Konsistenz zwischen mehreren künstlichen Satelliten gewährleisten, die Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung außerdem aufweist: einen Authentifizierungsinformationsempfänger (S75) zum Empfangen der Authentifizierungsinformationen, die der Navigationsnachricht entsprechen, die von dem künstlichen Satelliten empfangen wird, von einem Authentifizierungszentrum; einen Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt (S79 bis S81) zum Authentifizieren der Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen, die durch den Authentifizierungsinformationsempfänger entsprechend der Navigationsnachricht empfangen werden; und einen Konsistenzbestimmungsabschnitt (S112, S124) zum Bestimmen, ob Informationen, die eine Konsistenz mit den Konsistenzinformationen gewährleisten, die in der Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, in einer Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Satellitenempfänger von einem nicht authentifizierten Satelliten empfangen wird, wobei der nicht authentifizierte Satellit ein anderer künstlicher Satellit als die Quelle der Navigationsnachricht ist, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, wobei wenn der Konsistenzbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Informationen, die die Konsistenz gewährleisten, in der Navigationsnachricht enthalten sind, die von dem nicht authentifizierten Satelliten empfangen wird, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S113, S114, S125, S126) bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist; und wenn der Konsistenzbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Informationen, die die Konsistenz gewährleisten, nicht in der Navigationsnachricht enthalten sind, die von dem nicht authentifizierten Satelliten empfangen wird, der Vereinfachungsbestimmungsabschnitt nicht bestimmt, dass die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Konsistenzinformationen ihre Übertragungszeit sind; und auf der Grundlage dessen, ob es eine Übereinstimmung zwischen einer Übertragungszeit, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, und einer Übertragungszeit gibt, die in der Navigationsnachricht enthalten ist, die durch den Satellitenempfänger von dem nicht authentifizierten Satelliten empfangen wird, der Konsistenzbestimmungsabschnitt (S112) bestimmt, ob die Informationen, die die Konsistenz gewährleisten, enthalten sind.
Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Navigationsnachricht Satellitenpositionsberechnungsinformationen enthält, die eine Berechnung von Satellitenpositionen nicht nur des künstlichen Satelliten, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, sondern auch anderer künstlicher Satelliten ermöglicht; die Konsistenzinformationen die Satellitenpositionsberechnungsinformationen sind; und auf der Grundlage dessen, ob es eine Übereinstimmung zwischen einer Satellitenposition des nicht authentifizierten Satelliten, die aus den Satellitenpositionsberechnungsinformationen berechnet wird, die in der Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, und einer Satellitenposition des nicht authentifizierten Satelliten gibt, die aus den Satellitenpositionsberechnungsinformationen berechnet wird, die in einer Navigationsnachricht enthalten sind, die durch den Satellitenempfänger von dem nicht authentifizierten Satelliten empfangen wird, der Konsistenzbestimmungsabschnitt (S124) bestimmt, ob die Informationen, die die Konsistenz gewährleisten, enthalten sind.
Vereinfachtes Authentifizierungssystem, das aufweist: eine erste Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung (200), die für ein erstes mobiles Objekt verwendet wird; eine straßenseitige Vorrichtung (400), die an einer Straße angeordnet ist; und eine zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung (300), die für ein zweites mobiles Objekt verwendet wird, wobei die erste Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung enthält: einen ersten Satellitenempfänger (230) zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für ein Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Authentifizierungsinformationsempfänger (S5) zum Empfangen von Authentifizierungsinformationen, die der Navigationsnachricht entsprechen, die durch den ersten Satellitenempfänger empfangen wird, von einem Authentifizierungszentrum; einen Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt (S9 bis S11) zum Authentifizieren unter Verwendung der Authentifizierungsinformationen, die durch den Authentifizierungsinformationsempfänger empfangen werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den ersten Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist; und einen Satellitenformationssender (S22) zum Übertragen von Authentifizierungssatelliteninformationen, wobei die Authentifizierungssatelliteninformationen Informationen über den künstlichen Satelliten sind, der eine Quelle der Navigationsnachricht ist, die durch den Zentrumsnutzungsauthentifizierungsabschnitt erfolgreich authentifiziert wurde, wobei die straßenseitige Vorrichtung enthält: einen Satelliteninformationsempfänger (S41) zum Empfangen der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Satellitenformationssender übertragen werden; einen Akkumulationsabschnitt (430) zum Akkumulieren der Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Satelliteninformationsempfänger empfangen werden; und einen Lieferabschnitt (S52) zum Liefern von Informationen, die in dem Akkumulationsabschnitt akkumuliert wurden, wobei die zweite Navigationsnachrichtenempfangsvorrichtung enthält: einen zweiten Satellitenempfänger (330) zum Empfangen einer Navigationsnachricht von einem künstlichen Satelliten, der für das Satellitenortungssystem verwendet wird; einen Satelliteninformationserlangungsabschnitt (S31, S61) zum Erlangen der Authentifizierungssatelliteninformationen durch Empfangen der Authentifizierungssatelliteninformationen, die von dem Lieferabschnitt der straßenseitigen Vorrichtung geliefert werden; und einen Vereinfachungsbestimmungsabschnitt (S33 bis S35, S66, S67, S95, S96, S106, S107, S113, S114, S125, S126) zum Bestimmen unter Verwendung der Authentifizierungssatelliteninformationen, die durch den Satelliteninformationserlangungsabschnitt erlangt werden, ob die Navigationsnachricht, die durch den Satellitenempfänger empfangen wird, authentisch ist.