JP2010041411A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】認証を実施する装置間で共通の暗号鍵を持ち合い、該装置間で、乱数情報を暗号鍵で暗号化した結果を認証情報として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止する。
【解決手段】照合制御装置３１は、電子キー１２の認証回数に対応する車両側ローリングコードＣｃ１を生成する。一方、電子キー１２の制御回路２１は、前記チャレンジコードＣｃｈの受信回数に対応するキー側ローリングコードＣｋ１を生成する。照合制御装置３１は、照合制御装置３１と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈにそれらの間で認証が実施される毎に変化するローリングコードＣｋ１，Ｃｃ１を付加したものを共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果に基づいて、電子キー１２の認証を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、認証を実施する装置間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数データ（チャレンジコード）を暗号鍵で暗号化した結果を交換することにより認証を行う通信システムに関する。

従来、例えば特許文献１に示されるように、ユーザが所持する電子キーと車両や住宅等に設けられた認証装置との間の無線通信を通じて電子キーの正当性を判断し、該電子キーの正当性が確認された場合にドアの施錠・解錠を許可する電子キーシステムが採用されている。

電子キーには、当該電子キーに固有のキーコード（識別情報）が記憶され同キーコードの送信制御等を行う制御回路と、認証装置との間で無線通信を行うための通信回路とが設けられている。電子キーの制御回路は、通信回路を通じて認証装置から送信される応答要求信号を受信すると、該応答要求信号に対する応答として自身のキーコードを含む応答信号を認証装置に送信する。前記認証装置は、電子キーから送信された応答信号に含まれるキーコードを読み取り、該キーコードが自身に記憶されているキーコードと一致するか否かを判断し、一致したことを条件としてドアの施錠・解錠を許可する。車両や住宅（玄関）のドアハンドルには該ドアハンドルの操作を検知するためのタッチセンサが内蔵されており、認証装置により電子キーの正当性が確認されドア錠の施錠・解錠が許可されている状態でタッチセンサがドアハンドルの操作を検知すると、ドアロック装置が駆動されドアが解錠される。即ち、ユーザは電子キーを所持した状態でドアハンドルを操作するだけで、ドア錠を解錠することができるようになっている。

ところで、この電子キーシステムにおいては、電子キーと認証装置との相互認証が無線通信により行われることから、これら電子キーと認証装置との間で送受信される情報（電子キーに固有のキーコード等）が傍受され、この情報を使用して車両が不正に使用されることが特に懸念される。このため、この電子キーシステムでは、電子キーと認証装置との間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数情報（チャレンジコード）を暗号鍵で暗号化した結果に基づいて認証を行う、いわゆるチャレンジ・レスポンス認証方式が採用されている。

具体的には、認証装置は、電子キーと通信を行う毎にまず乱数を生成し、この乱数を電子キーに対するチャレンジコードとする。そして認証装置は、このチャレンジコードと自信に登録された電子キーのキーコードとを含む応答要求信号を送信する。

電子キーは、認証装置からの応答要求信号を受信すると、これに含まれるキーコードと自身に登録されたキーコードとの照合を行う。電子キーは、当該照合が成立した場合には、自身のキーコードが当該車両に登録されたコードである旨判断する。そして、電子キーは、受信した応答要求信号に含まれるチャレンジコードを、自分の持つ暗号鍵Ｋにより暗号化して認証コードを生成する。そして、電子キーは、自信のキーコードと、チャレンジコードに対応する認証コードとを含む応答信号を認証装置に送信する。

認証装置は、応答信号を受信すると、受信した応答信号に含まれるキーコードと自身に登録されている電子キーのキーコードとを照らし合わせて、ＩＤ照合を行う。また、認証装置は、自らが生成したチャレンジコードを自分の持つ暗号鍵Ｋで暗号化した結果と、受信した応答信号に含まれる認証コードとを照らし合わせて、レスポンス照合を行う。認証装置は、このようにしてＩＤ照合とレスポンス照合とを行い、これらの照合が成立した場合、電子キーの正当性を認証する。

このような認証方式によれば、認証装置と電子キーとの間で通信を行う毎に異なるレスポンスによって認証が行われるため、電子キーと認証装置との間で送受信される情報が傍受され電子キーに固有のキーコードが不正に読み出されてしまった場合でも、キーコードによって不正に認証されてしまうことを好適に抑制することが可能となり、セキュリティ性が向上する。
特開２００８−１２７８９４号公報

ところで、このような従来の認証方式を採用したシステムにおいて、例えば過去に送信されたチャレンジコードと同一のチャレンジコードが新たなチャレンジコードとして認証装置から送信されてしまった場合、該チャレンジコードと、該チャレンジコードに対する認証コードとが不正に傍受されていると、該認証コードによって不正に認証されてしまうことが懸念される。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵を持ち合い、該装置間で、乱数情報を暗号鍵で暗号化した結果を認証情報として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる通信システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、認証装置及び該認証装置に登録された対象装置の間で共通の暗号鍵を持ち合い、前記対象装置が前記認証装置から送信された乱数情報に対して前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を認証情報として前記認証装置へ返信し、該認証装置が前記認証情報として受信した前記対象装置側の暗号結果と、前記対象装置へ送信した前記乱数情報に対して前記認証装置が前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果とを比較してそれらが一致した場合に前記対象装置の正当性を認証する通信システムであって、前記対象装置は、前記乱数情報を受信する毎に自身の識別情報を生成するとともに、前記認証装置から送信された乱数情報に前記識別情報を付加したものを前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を、認証情報として前記認証装置へ返信し、前記認証装置は、前記対象装置を認証する毎に自身に登録された前記対象装置固有の識別情報を生成するとともに、前記対象装置へ送信した乱数情報に自身が生成した識別情報を付加したものを前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することをその要旨とする。

本発明によれば、認証装置と対象装置との間で授受される乱数情報にそれらの間で認証が実施される毎に変化する識別情報を付加したものを共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果に基づいて、対象装置の認証が行われる。このため、新たな認証の際に認証装置と対象装置との間で授受される乱数情報が過去の認証で用いられた乱数情報と同一のものであった場合でも、認証装置と対象装置との間の通信回数が異なるため、過去の認証における暗号結果と同一の暗号結果に基づいて認証が行われることはない。よって、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵を持ち合い、該装置間で、乱数情報を暗号鍵で暗号化した結果を認証情報として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記対象装置は、前記認証情報として、前記認証装置との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を前記認証装置へ送信し、前記認証装置は、前記抽出規則に基づいて自身が生成した暗号結果の一部を抽出するとともに、抽出した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することをその要旨とする。

本発明によれば、暗号結果の一部が認証情報として授受されるため、対象装置と認証装置との間で授受される情報のビット数を小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。

請求項３に記載の発明は、認証装置及び該認証装置に登録された対象装置の間で共通の暗号鍵を持ち合い、前記対象装置が前記認証装置から送信された乱数情報に対して前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を認証情報として前記認証装置へ返信し、該認証装置が前記認証情報として受信した前記対象装置側の暗号結果と、前記対象装置へ送信した前記乱数情報に対して前記認証装置が前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果とを比較してそれらが一致した場合に前記対象装置の正当性を認証する通信システムであって、前記対象装置は、前記認証装置との間で予め取り決められた前記乱数情報を受信する毎に変化する特定の抽出規則に基づいて、前記認証装置から送信された乱数情報を前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を抽出し、抽出した暗号結果の一部を認証情報として前記認証装置に送信し、前記認証装置は、前記対象装置との間で予め取り決められた前記対象装置を認証する毎に変化する特定の抽出規則に基づいて、前記対象装置へ送信した乱数情報を前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を抽出し、抽出した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することをその要旨とする。

本発明によれば、認証を実施する装置間で認証が実施される毎に変化する特定の抽出規則に基づいて抽出した暗号結果の一部に基づいて、対象装置の認証が行われる。このため、新たな認証の際に認証装置と対象装置との間で授受される乱数情報が過去の認証で用いられた乱数情報と同一のものであった場合でも、認証装置と対象装置との間の通信回数が異なるため、過去の認証における暗号結果と同一の暗号結果に基づいて認証が行われることはない。よって、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵を持ち合い、該装置間で、乱数情報を暗号鍵で暗号化した結果を認証情報として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。また、暗号結果の一部が認証情報として授受されるため、対象装置と認証装置との間で授受される情報のビット数を小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。

請求項４に記載の発明は、前記認証装置は、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致するまで、自身が前記対象装置を認証した認証回数が、前記対象装置が前記乱数情報を受信した受信回数に近づくように、自身の暗号結果と前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とを照合する照合サイクルを所定回数繰り返し実行することをその要旨とする。

例えば、認証装置と対象装置との間の電波状態などにより、対象装置が乱数情報を受信したにもかかわらず、対象装置から送信された認証情報が認証装置に受信されない場合がある。このような場合、認証装置が管理する前記対象装置の認証回数と、対象装置が管理する前記乱数情報の受信回数とがずれてしまうことが懸念される。本発明によれば、自身の暗号結果と、認証情報に含まれる対象装置側の暗号結果とが一致するまで、自身が対象装置を認証した認証回数が、対象装置が乱数情報を受信した受信回数に近づくように、自身の暗号結果と認証情報に含まれる対象装置側の暗号結果との照合サイクルを所定回数繰り返し実行する。このため、認証装置と対象装置との間の電波状態などにより、認証装置が管理する前記認証回数と、対象装置が管理する前記受信回数とがずれてしまった場合でも、対象装置を認証することができる。

請求項５に記載の発明は、前記認証装置は、前記照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致しなかった場合、該対象装置の登録を解除することをその要旨とする。

対象装置が管理する受信回数は該対象装置が乱数情報を受信するほど加算されるため、例えば、対象装置に対して不正な乱数情報が送信されると、対象装置が管理する受信回数のみが増加し、前記不正な乱数情報を受信した回数が多くなるほど、認証装置が管理する認証回数と、対象装置が管理する受信回数との間のずれが大きくなる。本発明では、照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致しなかった場合、該対象装置の登録が解除されるため、不正な乱数情報により、不正な認証がされてしまうことを好適に防止することができる。

本発明によれば、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵を持ち合い、該装置間で、乱数情報を暗号鍵で暗号化した結果を認証情報として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

以下、本発明を車両の電子キーシステムに具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。この電子キーシステムは、ユーザにより所持される電子キーと車両との間の無線通信を通じてドアの施解錠及びエンジンの始動を行うものである。

＜電子キーシステムの概要＞
まず電子キーシステムの概要を説明する。図１に示すように、電子キーシステム１１は、ユーザに所持される電子キー１２、及び車両Ｃａｒに搭載される車載機１３を備えてなる。

電子キー１２の制御回路２１には、ＬＦ帯の無線信号を受信するＬＦ受信回路２２、及び当該制御回路２１からの指令に従いＲＦ帯の無線信号を送信するＲＦ送信回路２３が接続されている。ＬＦ受信回路２２は、受信したＬＦ信号を復調するとともに、その復調後の信号を受信データとして制御回路２１に出力する。また、ＲＦ送信回路２３は、制御回路２１からの指令に従い、電子キーに固有の識別コードを乗せたＲＦ帯の応答信号Ｓｒｅｐを送信する。また、制御回路２１には、制御回路２１からの点灯制御信号に基づいて点灯するインジケータランプ２４が接続されている。インジケータランプ２４は、制御回路２１からの指令に従い、点滅する。

車載機１３は、電子キー１２との間の相互無線通信を通じて当該電子キー１２の妥当性を判断する照合制御装置３１を備えてなる。この照合制御装置３１には、車室外へＬＦ帯の無線信号を送信する車室外ＬＦ送信機３２、車室内へＬＦ帯の無線信号を送信する車室内ＬＦ送信機３３、及びＲＦ帯の無線信号を受信するＲＦ受信機３４が接続されている。また、照合制御装置３１には、ドア錠を施解錠するべくドアロックモータＭを駆動制御するドア制御装置３５、ユーザによるエンジンスイッチＳＷの操作に応じて車両Ｃａｒの電源位置を切換制御する電源制御装置３６、及びエンジンＥの駆動制御を行うエンジン制御装置３７が、バス（多重通信線）Ｂを介して接続されている。

さて、エンジンＥが停止状態且つドアが施錠状態である車両Ｃａｒの駐車状態において、照合制御装置３１は、電子キー１２に応答を要求する車室外照合用のＬＦ帯の応答要求信号Ｓｒｅｑを所定の制御周期で車室外ＬＦ送信機３２を通じて車室外に送信する。これにより、車両Ｃａｒのドアの周辺には、電子キー１２の図示しない検知領域が形成される。そして、ユーザが電子キー１２を所持して車両Ｃａｒに接近して前記検知領域内に入ると、電子キー１２の制御回路２１は、前記応答要求信号Ｓｒｅｑを受けて自身の記憶部２１ａに格納された識別コードを含む応答信号Ｓｒｅｐを、ＲＦ送信回路２３を通じて送信する。

照合制御装置３１は、ＲＦ受信機３４を通じて電子キー１２からの応答信号Ｓｒｅｐを受信すると、当該応答信号Ｓｒｅｐに含まれる電子キー１２に固有の識別コードと、自身の記憶部３１ａに記憶された識別コードとを比較する車室外照合を行う。そして照合制御装置３１は、この車室外照合が成立した場合には、図示しないドアハンドルノブに内蔵されたタッチセンサを起動し、当該センサを通じてユーザによるドアハンドルノブのタッチ操作を検出すると、ドア制御装置３５にドアアンロック要求信号を出力する。ドア制御装置３５は、照合制御装置３１からのドアアンロック要求信号を受けて、ドアロックモータＭを駆動して車両のドアを解錠する。

この後、電子キー１２を所持するユーザが車両に乗り込んだとき、ドア制御装置３５は図示しないドアセンサを通じてこれを検出して当該検出信号を照合制御装置３１へ出力する。ドア制御装置３５からユーザが乗車した旨示す検出信号が入力されると、照合制御装置３１は、車室内ＬＦ送信機３３を通じて車室内照合用の応答要求信号Ｓｒｅｑを送信することにより、車室内に電子キー１２の検知領域を形成する。電子キー１２は、ＬＦ受信回路２２を通じて車室内照合用の応答要求信号Ｓｒｅｑを受信すると、ＲＦ送信回路２３を通じて識別コードを含む応答信号Ｓｒｅｐを送信する。

照合制御装置３１は、ＲＦ受信機３４を通じて電子キー１２からの応答信号Ｓｒｅｐを受信すると、当該応答信号Ｓｒｅｐに含まれる電子キー１２に固有の識別コードと、自身の記憶部３１ａに記憶された識別コードとを比較する車室内照合を行う。そして照合制御装置３１は、この車室外照合の照合結果を記憶部３１ａに記憶し、当該照合結果を各種の車載システムの実行機能に応じてこれらシステムの制御装置、例えば電源制御装置３６及びエンジン制御装置３７へ送信する。

すなわち、電源制御装置３６は、シフトレバーが駐車位置に保持されるとともに図示しないブレーキペダルが踏み込まれた状態で、エンジンスイッチＳＷがオン操作された旨検出すると、照合制御装置３１に対して車室内照合の照合結果を確認する。電源制御装置３６は、照合制御装置３１を通じて取得した車室内照合の照合結果が照合成立を示すものであった場合には、図示しないアクセサリリレー及びイグニッションリレーをオン動作させて、車両Ｃａｒの各部に動作電力を供給する。

そして、電源制御装置３６は、エンジンＥの始動を要求する始動要求信号を、バスＢを通じてエンジン制御装置３７へ出力する。エンジン制御装置３７は、電源制御装置３６からの始動要求信号が入力されると、照合制御装置３１に対して車室内照合の照合結果を確認するとともに、互いが対を成す制御装置同士であるか否かの確認（ペアリング）を行う。エンジン制御装置３７は、車室内照合及びペアリングの双方が成立している場合にのみ、エンジンＥを始動させる。

そして、ユーザが降車するべくエンジンスイッチＳＷの操作を通じてエンジンＥを停止した後に、解錠状態のドアを開けて車室外に出て、前記ドアハンドルノブに設けられる図示しないロックスイッチをオン操作した場合には、これが照合制御装置３１により検出される。すると、照合制御装置３１は、車室外ＬＦ送信機３２を通じて車室外照合用の検知領域を再度形成して車室外照合を行い、当該車室外照合が成立したときには、ドアロック要求信号をドア制御装置３５へ出力する。ドア制御装置３５は、照合制御装置３１からのドアロック要求信号が入力されると、ドアロックモータＭを駆動してドアを施錠する。

＜電子キー及び車載機の相互認証＞
ここで、前述した電子キーシステム１１においては、電子キー１２と車載機１３との相互認証が無線通信により行われることから、これら電子キー１２と車載機１３との間で送受信される情報（電子キー１２に固有の識別情報等）が傍受され、この情報を使用して車両Ｃａｒが不正に使用されることが特に懸念される。このため、電子キー１２と車載機１３との間では、これらの間で授受する情報を所定の暗号アルゴリズムにより暗号化して送受信する暗号化通信を利用した認証が行われる。本実施の形態では、認証を実施する装置間、すなわち電子キー１２と車載機との間で互いに共通の暗号鍵Ｋを持ち合い、乱数情報（チャレンジコード）を暗号鍵Ｋで暗号化した結果を交換することにより認証を行う、いわゆるチャレンジ・レスポンス認証方式が採用されている。

以下に、電子キーシステム１１におけるチャレンジ・レスポンス認証方式の暗号化通信について説明する。
図２に示すように、車載機１３の照合制御装置３１（具体的には記憶部３１ａ）には、予め登録された電子キー１２の識別コードとともに、該電子キー１２と共通の暗号鍵Ｋと、９６ビットのブロックサイズを持つ車両側ローリングコードＣｃ１とが記憶されている。この車両側ローリングコードＣｃ１は、照合制御装置３１に登録された電子キー１２毎に設定されており、前記登録された電子キー１２の識別コードと関連付けられて記憶されている。

照合制御装置３１は、電子キー１２の認証回数をカウントするカウンタ４１ａを備え、電子キー１２を認証する毎に異なる値の車両側ローリングコードＣｃ１を生成する車両側ローリングコード生成部４１を備えている。本実施の形態では、照合制御装置３１は、電子キー１２からレスポンス信号Ｓｒｅｓを受信すると、カウンタ４１ａに１を加算し、その値に基づいて新たな車両側ローリングコードＣｃ１を生成する。そして、照合制御装置３１は、記憶部３１ａに記憶されている車両側ローリングコードＣｃ１を更新する。なお、この車両側ローリングコードＣｃ１が、照合制御装置３１に登録された電子キー１２固有の識別情報に相当する。

また、照合制御装置３１は、電子キー１２を認証する際、その都度異なる乱数を用いて乱数情報としての３２ビットのチャレンジコードＣｃｈを生成するチャレンジコード生成部４２を備えている。なお、このチャレンジコードＣｃｈが、乱数情報に相当する。また、照合制御装置３１は、電子キー１２へ送信した３２ビットのチャレンジコードＣｃｈに自身の記憶部３１ａに記憶された９６ビットの車両側ローリングコードＣｃ１を付加して１２８ビットの加算コードＣｃ２を生成し、該加算コードＣｃ２を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した１２８ビットの暗号コードＣｃ３を生成する車両側暗号部４３を備えている。また、照合制御装置３１は、登録された電子キー１２との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、車両側暗号部４３が生成した前記認証回数に対応する暗号コードＣｃ３の一部を抽出し、認証情報としての車両側認証コードＣｃ４を生成する車両側抽出部４４を備えている。本実施の形態では、暗号コードＣｃ３の最初の３２ビットを抽出し、３２ビットの車両側認証コードＣｃ４を生成する。

一方、電子キー１２の制御回路２１（具体的には記憶部２１ａ）には、車載機１３と共通の暗号鍵Ｋと、９６ビットのブロックサイズを持つキー側ローリングコードＣｋ１とが記憶されている。制御回路２１は、前記チャレンジコードＣｃｈの受信回数をカウントするカウンタ５１ａを備え、該チャレンジコードＣｃｈを受信する毎に異なる値のキー側ローリングコードＣｋ１を生成するキー側ローリングコード生成部５１を備えている。本実施の形態では、制御回路２１は、チャレンジコードＣｃｈを受信すると、カウンタ５１ａに１加算し、その値に基づいて新たなキー側ローリングコードＣｋ１を生成する。そして、制御回路２１は、記憶部２１ａに記憶されているキー側ローリングコードＣｋ１を更新する。なお、このキー側ローリングコードＣｋ１が、電子キー１２固有の識別情報に相当する。

また、制御回路２１は、受信した３２ビットのチャレンジコードＣｃｈに、自身の記憶部２１ａに記憶された９２ビットのキー側ローリングコードＣｋ１を付加して１２８ビットの加算コードＣｋ２を生成し、該加算コードＣｋ２を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した１２８ビットの暗号コードＣｋ３を生成するキー側暗号部５２を備えている。また、制御回路２１は、照合制御装置３１との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、キー側暗号部５２が生成した前記チャレンジコードＣｃｈの受信回数に対応する暗号コードＣｋ３の一部を抽出し、キー側認証コードＣｋ４を生成するキー側抽出部５３を備えている。本実施の形態では、暗号コードＣｋ３の最初の３２ビットを抽出し、キー側認証コードＣｋ４を生成する。なお、このキー側認証コードＣｋ４が、電子キー１２側の認証情報に相当する。また、制御回路２１は、車載機１３から送信される報知要求信号を、ＬＦ受信回路２２を通じて受信すると、インジケータランプ２４を点滅させる。なお、報知要求信号を受信していない場合、制御回路２１は、インジケータランプ２４を消灯状態に保持している。

本実施の形態では、暗号方式としてＡＥＳ（Ａｄｖａｎｓｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）を利用する。ＡＥＳは、共通の暗号鍵Ｋを利用した暗号方式で、１２８ビットのブロックサイズを使用し、１２８ビット、１９２ビット、２５６ビットから暗号鍵Ｋのビット数を選択できる。本実施の形態では、１２８ビットの暗号鍵Ｋを選択した場合の動作について説明するが、これに限定されない。また、本実施の形態では、暗号方式としてＡＥＳを利用するがこれに限定されず、ＭＩＳＴＹ（開発者の頭文字を使用した造語）等の６４ビットのブロックサイズを持つ暗号方式であってもよい。

照合制御装置３１は、電子キー１２からのＡＣＫ信号Ｓａｃｋを受信すると、チャレンジコードＣｃｈを生成し、該チャレンジコードＣｃｈを電子キー１２へ送信する。一方、照合制御装置３１から送信されたチャレンジコードＣｃｈを受信すると、電子キー１２の制御回路２１は、自身の記憶部２１ａに記憶されたキー側ローリングコードＣｋ１を更新する。そして、制御回路２１は、図３（ａ）に示すように、受信したチャレンジコードＣｃｈと、自身の記憶部２１ａに記憶された、キー側ローリングコードＣｋ１とを加算した加算コードＣｋ２を暗号化し、暗号コードＣｋ３を生成する。そして、制御回路２１は、該暗号コードＣｋ３の一部を抽出しキー側認証コードＣｋ４を生成するとともに、該キー側認証コードＣｋ４を含むレスポンス信号Ｓｒｅｓを、前記ＲＦ送信回路２３を通じて車載機１３へ送信する。本実施の形態では、制御回路２１は、３２ビットのキー側認証コードＣｋ４を車載機１３へ送信する。

前記ＲＦ受信機３４を通じてレスポンス信号Ｓｒｅｓを受信すると、照合制御装置３１は、図３（ｂ）に示すように、自身の記憶部３１ａに記憶された、車両側ローリングコードＣｃ１を更新する。そして、照合制御装置３１は、生成したチャレンジコードＣｃｈと、自身の記憶部３１ａに記憶されている車両側ローリングコードＣｃ１とを加算した加算コードＣｃ２を暗号化し、暗号コードＣｃ３を生成する。そして、照合制御装置３１は、該暗号コードＣｃ３の一部を抽出し、車両側認証コードＣｃ４を生成する。そして、照合制御装置３１は、自身が生成した車両側認証コードＣｃ４と、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致する場合、照合制御装置３１は、電子キー１２の正当性を認証する。一方、自身が生成した車両側認証コードＣｃ４と、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致しない場合、照合制御装置３１は、電子キー１２の正当性を認証しない。

また、本実施の形態の照合制御装置３１は、車両側認証コードＣｃ４と、レスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致しなかった場合、それらが一致するまで、自身が電子キー１２を認証した認証回数が、電子キー１２がチャレンジコードＣｃｈを受信した受信回数に近づくように、自身が生成した車両側認証コードＣｃ４とキー側認証コードＣｋ４とを照合する照合サイクルを所定回数繰り返し実行する。照合制御装置３１は、一つのレスポンス信号Ｓｒｅｓに対する照合サイクルの実行回数を図示しないカウンタでカウントしており、一つのレスポンス信号Ｓｒｅｓ対して、照合サイクルを最大で５回繰り返す。本実施の形態では、自身が管理する車両側ローリングコードＣｃ１の値を電子キー１２が管理するキー側ローリングコードＣｋ１の値に近づけるために、照合制御装置３１は、認証回数、即ち車両側ローリングコードＣｃ１にその都度１を加算している。なお、これは、照合制御装置３１と電子キー１２との間の電波状態などにより、電子キー１２がチャレンジコードＣｃｈを受信したにもかかわらず、電子キー１２から送信されたキー側認証コードＣｋ４が照合制御装置３１に受信されない場合が想定され、このような場合、電子キー１２が管理する受信回数のみが加算されることが懸念されるからである。

また、照合制御装置３１は、この照合サイクルを所定回数（この場合、５回）だけ繰り返し実行したにも関わらず、車両側認証コードＣｃ４と、レスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致しなかった場合、該電子キー１２の登録を解除（抹消）する。なお、この照合サイクルが繰り返し実行される回数は、照合制御装置３１と電子キー１２との間の電波状態などにより生じる通常想定される受信回数と認証回数のずれに相当する回数に設定されている。また、照合制御装置３１は、この照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、車両側認証コードＣｃ４と、レスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致しなかった場合、電子キー１２に対して不正なチャレンジコードＣｃｈが送信されていると判断する。そして、照合制御装置３１は、電子キー１２のインジケータランプ２４を通じてその旨を報知するべく、報知要求信号を電子キー１２へ送信する。

ここで、上述のように構成した照合制御装置３１の照合処理手順を図４に示されるフローチャートに従って説明する。このフローチャートの処理は、照合制御装置３１の記憶部３１ａに格納された制御プログラムに従って実行される。なお、この照合処理手順のステップを「Ｓ」と略記する。

同図４のフローチャートに示されるように、先ず、ステップ１０１において、照合制御装置３１は、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４と、前記車両側抽出部４４が暗号コードＣｃ３から抽出した車両側認証コードＣｃ４とを照合する。このステップ１０１において、キー側認証コードＣｋ４と、前記車両側抽出部４４が暗号コードＣｃ３から抽出した車両側認証コードＣｃ４とが一致した場合、照合制御装置３１は、ステップ１０２へ移行して照合成立と判断し、本処理を終了する。

一方、このステップ１０１において、キー側認証コードＣｋ４と、前記車両側抽出部４４が暗号コードＣｃ３から抽出した車両側認証コードＣｃ４とが一致しなかった場合、照合制御装置３１は、ステップ１０３において、自身のカウンタ４１ａに１を加算し、新たな車両側ローリングコードＣｃ１を生成する。そして、照合制御装置３１は、次のステップ１０４において、電子キー１２へ送信したチャレンジコードＣｃｈに、新たな車両側ローリングコードＣｃ１を付加して加算コードＣｃ２を生成し、該加算コードＣｃ２を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した暗号コードＣｃ３を生成する（図３（ｂ）参照）。そして、次のステップ１０５において、照合制御装置３１は、新たに生成した暗号コードＣｃ３の一部を、登録された電子キー１２との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、抽出し、新たな車両側認証コードＣｃ４を生成する。本実施の形態では、暗号コードＣｃ３の最初の３２ビットを抽出し、認証コードＣｃ４を生成する。そして、照合制御装置３１は、次のステップ１０６において、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４と、新たな車両側認証コードＣｃ４とを照合する。

このステップ１０６において、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４と、新たな車両側認証コードＣｃ４とが一致した場合、照合制御装置３１は、ステップ１０２へ移行して照合成立と判断し、本処理を終了する。

一方、このステップ１０６において、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４と、新たな車両側認証コードＣｃ４とが一致しなかった場合、照合制御装置３１は、次のステップ１０７へ移行し、今回の認証において、この照合サイクルを所定回数以上実行したか否かを判断する。

このステップ１０７において、この照合サイクルを所定回数以上実行していないと判断した場合、照合制御装置３１は、ステップ１０３へ移行し、上述したステップ１０３〜Ｓ１０６の照合サイクルを再び実行する。一方、このステップ１０７においてこの照合サイクルを所定回数以上実行したと判断した場合、照合制御装置３１は、ステップ１０８へ移行し、対応する電子キー１２の登録を解除するとともに電子キー１２へ報知要求信号を送信し、次のステップ１０９において照合不成立と判断し、本処理を終了する。

次に、電子キーシステム１１におけるチャレンジ・レスポンス認証方式の暗号化通信の動作を図５に従って説明する。なお、ここでは、乗車時等に行われる車室外照合が行われるものとする。なお、この暗号化通信のステップを「Ｓ」と略記する。

同図５に示すように、車両Ｃａｒの駐車状態にあっては、車載機１３は、前記応答要求信号Ｓｒｅｑとして、電子キー１２を起動させるＷＡＫＥコードを含む起動信号Ｓｗａｋｅを所定の制御周期で送信する。これにより、車両Ｃａｒのドアの周辺には、電子キー１２の検知領域が形成される。

そして、ユーザが電子キー１２を携帯して前記検知領域に入った際、当該電子キー１２が車両Ｃａｒからの起動信号Ｓｗａｋｅを受信すると、当該電子キー１２は、まず起動信号Ｓｗａｋｅに含まれるＷＡＫＥコードの妥当性、すなわち、当該ＷＡＫＥコードが登録された正規の信号パターンかどうかを判定する。次に、電子キー１２は、前記ＷＡＫＥコードが正規の信号パターンである旨判定したときには、自身の動作が安定するのを待って、正常に認識した旨の応答信号であるＡＣＫ信号Ｓａｃｋを車両側へ返信する。

車載機１３は、電子キー１２からのＡＣＫ信号Ｓａｃｋを受信することにより、電子キー１２が前記検知領域内にあると判断し、登録された自身の車両コードを含む車両識別信号Ｓｃａｒを発信する。

そして、電子キー１２は、車載機１３からの車両識別信号Ｓｃａｒを受信すると、それに含まれる車両コードと自身に登録された車両コードとの照合を行う。そして、その照合が成立した場合には、電子キー１２は、ＲＦ送信回路２３を通じてＡＣＫ信号Ｓａｃｋを車両側へ再び返信する。

＜チャレンジ・レスポンス認証＞
車載機１３は、電子キー１２からのＡＣＫ信号Ｓａｃｋを再度受信すると、電子キー１２との間でチャレンジ・レスポンス認証を行う。

すなわち、同図５に示すように、車載機１３は、ステップ２０１において、まず乱数を生成し、この乱数を電子キー１２に対するチャレンジコードＣｃｈとする。そして、車載機１３は、次のステップ２０２において、このチャレンジコードＣｃｈを含む認証信号Ｓｃｈａを送信する。

ステップ２０３において、車載機１３からの認証信号Ｓｃｈａを受信すると、電子キー１２の制御回路２１は、次のステップ２０４において、自身の記憶部２１ａに記憶されているキー側ローリングコードＣｋ１を更新する。そして、制御回路２１は、次のステップ２０５において、受信したチャレンジコードＣｃｈに、自身の記憶部２１ａに記憶されたキー側ローリングコードＣｋ１を付加して加算コードＣｋ２を生成し、該加算コードＣｋ２を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した暗号コードＣｋ３を生成する。

次のステップ２０６において、制御回路２１は、車載機１３との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、暗号コードＣｋ３の一部（この場合、暗号コードＣｋ３の１ビットから３２ビット）を抽出し、キー側認証コードＣｋ４を生成する。そして、次のステップ２０７において、制御回路２１は、該認証コードＣｋ４を含むレスポンス信号Ｓｒｅｓを車載機１３に送信する。

ステップ２０８において、電子キー１２から送信された認証コードＣｋ４（レスポンス信号Ｓｒｅｓ）を受信すると、車載機１３は、次のステップ２０９において、自身の記憶部３１ａに記憶されている車両側ローリングコードＣｃ１を更新する。そして、車載機１３は、次のステップ１１０において、電子キー１２へ送信したチャレンジコードＣｃｈに自身の記憶部３１ａに記憶された車両側ローリングコードＣｃ１を付加して加算コードＣｃ２を生成し、該加算コードＣｃ２を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した暗号コードを生成する。そして、次のステップ１１１において、車載機１３は、登録された電子キー１２との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、車両側暗号部４３が生成した前記認証回数に対応する暗号コードＣｃ３の一部（この場合、暗号コードＣｃ３の１ビットから３２ビット）を抽出し、車両側認証コードＣｃ４を生成する。そして、車載機１３は、次のステップ１１２において、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４と、前記車両側抽出部４４が暗号コードＣｃ３から抽出した車両側認証コードＣｃ４とを照合する。

ここで、例えば、電子キー１２の記憶部２１ａに記憶されているキー側ローリングコードＣｋ１と、車載機１３（詳しくは照合制御装置３１の記憶部３１ａ）に記憶されている車両側ローリングコードＣｃ１とが一致する場合を想定する。この場合、図３（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、電子キー１２側のキー側ローリングコードＣｋ１とチャレンジコードＣｃｈとを加算した電子キー１２側の加算コードＣｋ２と、車載機１３側の車両側ローリングコードＣｃ１とチャレンジコードＣｃｈとを加算した車載機１３側の加算コードＣｃ２とが一致する。このため、それら加算コードＣｋ２，Ｃｃ２を共通の暗号鍵Ｋにより暗号化した暗号コードＣｋ３，Ｃｃ３から、同一の抽出規則に基づいて一部を抽出したもの、即ちキー側認証コードＣｋ４と車両側認証コードＣｃ４とが一致する。従って、この場合、車載機１３は、ステップＳ２０２において認証成立（照合成立）と判断し、この認証処理を終了する。

以上で車載機１３と電子キー１２との間のチャレンジ・レスポンス認証は完了となる。ここで、チャレンジ・レスポンス認証においては、認証のたびに異なる乱数を生成してチャレンジコードとされることから、いわゆるリプレイアタックが抑制される。このリプレイアタックとは、過去のチャレンジコードＣｃｈと、該チャレンジコードＣｃｈに対応する認証コードＣｋ４とを傍受して、そのまま再利用することにより正規のユーザになりすます攻撃をいう。

そして、前述したチャレンジ・レスポンス認証において車載機１３が電子キー１２を正常に認証した場合、車載機１３は、当該認証が成立したことをもって電子キー１２との間の車室外照合が成立した旨判断する。この後、車両のドアが解錠されて、電子キー１２を所持するユーザが乗車した際には、前述した車室外照合と同様にして車載機１３と電子キー１２との相互認証を行うべく車室内照合が行われる。ここでは、車室内照合の手順についての詳細な説明を省略する。

ところで、通常、暗号方式としてＡＥＳを採用した場合の暗号コードのブロックサイズは１２８ビットであり、これを復号化して認証するためには、認証を実施する装置間で１２８ビットの暗号コードを送信しなければならない。本実施の形態では、電子キー１２は、共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号コードＣｋ３の一部を抽出した認証コードＣｋ４を車載機１３に送信し、車載機１３は、自身が生成した暗号コードＣｃ３の一部を抽出した認証コードＣｃ４と、キー側認証コードＣｋ４とが一致する場合に、電子キー１２の正当性を認証する。即ち、暗号コードＣｋ３の一部が認証コードＣｋ４として授受されるため、電子キー１２と車載機１３との間で授受される情報のビット数を、通常のＡＥＳを復号化して認証するために必要な通信ビット数よりも小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。従って、送受信の処理及び認証の応答速度の高速化を図ることができる。

また、上述したように、本実施の形態では、図３（ａ）及び同図（ｂ）に示したように、車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈにそれらの間で認証が実施される毎に変化するローリングコードＣｋ１，Ｃｃ１を付加したものを共通の暗号鍵を使用して暗号化した認証コードＣｋ４，Ｃｃ４に基づいて、電子キー１２の認証が行われる。このため、図６（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、新たな認証の際に車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈ（ｎ）が過去の認証で用いられたチャレンジコードＣｃｈ（０）と同一のものであった場合でも、車載機１３と電子キー１２との間の通信回数が異なるため、過去の認証における認証コードＣｋ１（０）（図６（ａ））と、新たな認証における認証コードＣｋ１（ｎ）（図６（ｂ））とが一致してしまうことはない。よって、認証を実施する装置間で授受される情報（この場合、チャレンジコードＣｃｈ及び認証コードＣｋ４）が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

ところで、例えば、車載機１３と電子キー１２との間の電波状態などにより、電子キー１２がチャレンジコードＣｃｈを受信したにもかかわらず、電子キー１２から送信された認証コードＣｋ４が照合制御装置３１に受信されない場合がある。このような場合、照合制御装置３１が管理する前記認証回数と、電子キー１２が管理する前記受信回数とがずれてしまうため、図７（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、電子キー１２のキー側ローリングコードＣｋ１（ｎ＋１）と、車載機１３の車両側ローリングコードＣｃ１（ｎ）との間にずれが生じ、電子キー１２で生成される加算コードＣｋ２と、車載機１３で生成される加算コードＣｃ２とが一致しなくなる。このため、それらを共通の暗号鍵Ｋにより暗号化したキー側認証コードＣｋ４（ｎ＋１）と車両側認証コードＣｃ４（ｎ）とが、正当な電子キー１２であるにもかかわらず、一致しなくなる。

本実施の形態では、車載機１３は、車両側認証コードＣｃ４と、キー側認証コードＣｋ４とが一致するまで、キー側ローリングコードＣｋ１の値と車両側ローリングコードＣｃ１の値とが近づくように、前記照合サイクルを繰り返し実行する。このため、車載機１３と電子キー１２との間の電波状態などにより、車載機１３が管理する車両側ローリングコードＣｃ１の値と、電子キー１２が管理するキー側ローリングコードＣｋ１の値とがずれてしまった場合でも、正当な電子キー１２を認証することができる。

ところで、例えば、電子キー１２に対して不正なチャレンジコードＣｃｈが頻繁に送信されると、車載機１３及び電子キー１２間のカウンタ４１ａ，５１ａのずれが大きくなる。従って、照合サイクルを複数回繰り返し実行したにも関わらずそれらが一致しなかった場合、該車載機１３若しくは電子キー１２に対して不正なアクセスが繰り返し実行された可能性が高い。本実施の形態の車載機１３は、この照合サイクルを所定回数（この場合５回）だけ繰り返し実行したにも関わらず、車両側認証コードＣｃ４と、レスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ４とが一致しなかった場合、該電子キー１２の登録を解除する。このため、不正な認証がされてしまうことを好適に防止することができる。また、この場合、電子キー１２のインジケータランプ２４を点滅させるため、電子キー１２が不正なチャレンジコードＣｃｈを頻繁に受信していることをユーザに把握させることができる。

次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈにそれらの間で認証が実施される毎に変化するローリングコードＣｋ１，Ｃｃ１を付加したものを共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化した暗号結果に基づいて、電子キー１２の認証が行われる。このため、新たな認証の際に車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈが過去の認証で用いられたチャレンジコードＣｃｈと同一のものであった場合でも、車載機１３と電子キー１２との間の通信回数が異なるため、過去の認証における暗号結果と同一の暗号結果に基づいて認証が行われることはない。よって、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵Ｋを持ち合い、該装置間で、チャレンジコードＣｃｈを暗号鍵Ｋで暗号化した結果を認証コードＣｋ４として授受することで認証を行う通信システムにおいて、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

（２）暗号結果の一部が認証コードＣｋ４として授受されるため、電子キー１２と車載機１３との間で授受される情報のビット数を小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。

（３）車載機１３は、車両側認証コードＣｃ４と、キー側認証コードＣｋ４とが一致するまで、キー側ローリングコードＣｋ１の値と車両側ローリングコードＣｃ１の値とが近づくように、照合サイクルを繰り返し実行する。このため、車載機１３と電子キー１２との間の電波状態などにより、車載機１３が管理する車両側ローリングコードＣｃ１の値と、電子キー１２が管理するキー側ローリングコードＣｋ１の値とがずれてしまった場合でも、電子キー１２を認証することができる。

（４）照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、車両側認証コードＣｃ４と、キー側認証コードＣｋ４とが一致しなかった場合、該電子キー１２の登録が解除されるため、不正なチャレンジコードＣｃｈにより、不正な認証がされてしまうことを好適に防止することができる。

（５）インジケータランプ２４の点滅を通じて、電子キー１２に対して不正なチャレンジコードＣｃｈが送信されている旨が報知されるため、電子キー１２が不正なチャレンジコードＣｃｈを頻繁に受信していること、即ち情報が不正に読み取られようとしていたことをユーザに把握させることができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、認証を実施する装置間で予め取り決められた、それらの間で認証が実施される毎に変化する特定の抽出規則に基づいて、チャレンジコードＣｃｈを暗号化した暗号結果の一部を抽出し、抽出した暗号結果の一部を認証情報とする点で前記第１の実施の形態と異なる。従って、前記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８に示すように、車載機１３の照合制御装置３１（具体的には記憶部３１ａ）には、予め登録された電子キー１２固有の識別情報である９６ビットの識別コード（定数値）Ｃｃ５とともに、該電子キー１２と共通の暗号鍵Ｋとが記憶されている。また、本実施の形態の照合制御装置３１は、電子キー１２の認証回数をカウントするカウンタ６１を備えている。なお、このカウンタ６１は、照合制御装置３１に登録された電子キー１２毎に設定されている。また、照合制御装置３１は、電子キー１２へ送信した３２ビットのチャレンジコードＣｃｈに、対応する電子キー１２の９６ビットの識別コードＣｃ５を付加して１２８ビットの加算コードＣｃ６を生成し、該加算コードＣｃ６を共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化して１２８ビットの暗号コードＣｃ７を生成する車両側暗号部６２を備えている。

また、照合制御装置３１は、電子キー１２との間で予め取り決められた、前記電子キー１２の認証回数に応じて変化する特定の抽出規則に基づいて、前記車両側暗号部６２が生成した暗号コードＣｃ７の一部を抽出し、３２ビットの車両側認証コードＣｃ８を生成する車両側抽出部６３を備えている。本実施の形態では、カウンタ６１に１加算される毎に３２ビットずつずれた位置から３２ビットを抽出し、車両側認証コードＣｃ８を生成する。具体的には、ｍを整数としたとき、カウンタ６１の値が４ｍとなった場合、暗号コードＣｃ７の１ビットから３２ビットまでを車両側認証コードＣｃ８とし、カウンタ６１の値が４ｍ＋１となった場合、暗号コードＣｃ７の３３ビットから６４ビットまでを車両側認証コードＣｃ８とする。また、カウンタ６１の値が４ｍ＋２となった場合、暗号コードＣｃ７の６５ビットから９６ビットまでを車両側認証コードＣｃ８とし、カウンタ６１の値が４ｍ＋３となった場合、暗号コードＣｃ７の９７ビットから１２８ビットまでを車両側認証コードＣｃ８とする。

一方、電子キー１２の制御回路２１（具体的には記憶部２１ａ）には、固有の識別情報である９６ビットの識別コード（定数値）Ｃｋ５とともに、車載機１３と共通の暗号鍵Ｋが記憶されている。また、本実施の形態の制御回路２１は、前記チャレンジコードＣｃｈの受信回数をカウントするカウンタ７１を備えている。また、制御回路２１は、照合制御装置３１から送信された３２ビットのチャレンジコードＣｃｈに自身の９６ビットの識別コードＣｋ５を付加して１２８ビットの加算コードＣｋ６を生成し、該加算コードＣｋ６を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化して１２８ビットの暗号コードＣｋ７を生成するキー側暗号部７２を備えている。

また、制御回路２１は、照合制御装置３１との間で予め取り決められたチャレンジコードＣｃｈの受信回数に応じて変化する特定の抽出規則に基づいて、前記キー側暗号部７２が生成した暗号コードＣｋ７の一部を抽出し、３２ビットのキー側認証コードＣｋ８を生成するキー側抽出部７３を備えている。本実施の形態では、カウンタ７１に１加算される毎に３２ビットずつずれた位置から３２ビットを抽出し、キー側認証コードＣｋ８を生成する。具体的には、ｍを整数としたとき、カウンタ７１の値が４ｍとなった場合、暗号コードＣｋ７の１ビットから３２ビットまでをキー側認証コードＣｋ８とし、カウンタ７１の値が４ｍ＋１となった場合、暗号コードＣｋ７の３３ビットから６４ビットまでをキー側認証コードＣｋ８とする。また、カウンタ７１の値が４ｍ＋２となった場合、暗号コードＣｋ７の６５ビットから９６ビットまでをキー側認証コードＣｋ８とし、カウンタ７１の値が４ｍ＋３となった場合、暗号コードＣｋ７の９７ビットから１２８ビットまでをキー側認証コードＣｋ８とする。即ち、車載機１３側のカウンタ６１の値と電子キー１２側のカウンタ７１の値とが一致する場合、同じ位置から認証コードＣｋ８，Ｃｃ８が抽出されるようになっている。

照合制御装置３１から送信されたチャレンジコードＣｃｈを受信すると、電子キー１２の制御回路２１は、図９（ａ）に示すように、照合制御装置３１から送信されたチャレンジコードＣｃｈに自身の識別コードＣｋ５を付加して加算コードＣｋ６を生成し、該加算コードＣｋ６を前記共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化して暗号コードＣｋ７を生成する。そして、該暗号コードＣｋ７の一部を、照合制御装置３１との間で予め取り決められたチャレンジコードＣｃｈの受信回数、即ちカウンタ７１の値に応じて変化する特定の抽出規則に基づいて抽出し、キー側認証コードＣｋ８を生成するとともに、該キー側認証コードＣｋ８を含むレスポンス信号Ｓｒｅｓを、前記ＲＦ送信回路２３を通じて車載機１３へ送信する。

前記ＲＦ受信機３４を通じてレスポンス信号Ｓｒｅｓを受信すると、照合制御装置３１は、図９（ｂ）に示すように、電子キー１２へ送信したチャレンジコードＣｃｈに対応する電子キー１２の識別コードＣｃ５を付加して加算コードＣｃ６を生成し、該加算コードＣｋ６を共通の暗号鍵Ｋを使用して暗号化して暗号コードＣｃ７を生成する。そして、照合制御装置３１は、該暗号コードＣｃ７の一部を、電子キー１２との間で予め取り決められた前記電子キー１２の認証回数、即ちカウンタ６１の値に応じて変化する特定の抽出規則に基づいて抽出し、車両側認証コードＣｃ８を生成する。図９（ｂ）では、照合制御装置３１は、前記電子キー１２の制御回路２１と同様、暗号コードＣｃ７の１ビットから３２ビットを車両側認証コードＣｃ８として抽出する。

そして、照合制御装置３１は、自身が生成した車両側認証コードＣｃ８と、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ８とが一致する場合、照合制御装置３１は、電子キー１２の正当性を認証する。一方、自身が生成した車両側認証コードＣｃ８と、受信したレスポンス信号Ｓｒｅｓに含まれるキー側認証コードＣｋ８とが一致しない場合、照合制御装置３１は、電子キー１２の正当性を認証しない。

このため、図１０（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、新たな認証の際に車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈ（ｎ）が過去の認証で用いられたチャレンジコードＣｃｈ（０）と同一のものであった場合でも、車載機１３と電子キー１２との間の通信回数が異なるため、各認証の抽出規則、即ち過去の認証における認証コードＣｋ８（０）の抽出位置（この場合、４ｍ回目と同じ位置）と、新たな認証における認証コードＣｋ８（ｎ）の抽出位置（この場合、４ｍ＋３回目と同じ位置）が異なる。このため、過去の認証における認証コードＣｋ８（０）（図１０（ａ））と、新たな認証における認証コードＣｋ８（ｎ）（図１０（ｂ））とが一致してしまうことはない。よって、認証を実施する装置間で授受される情報（この場合、チャレンジコードＣｃｈ及び認証コードＣｋ８）が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

また、暗号コードＣｋ７の一部が認証コードＣｋ８として授受されるため、電子キー１２と車載機１３との間で授受される情報のビット数を、通常のＡＥＳを復号化して認証するために必要な通信ビット数よりも小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。従って、送受信の処理及び認証の応答速度の高速化を図ることができる。

（１）認証を実施する装置間で認証が実施される毎に変化する特定の抽出規則に基づいて抽出した暗号コードＣｋ７，Ｃｃ７の一部（認証コードＣｋ８，Ｃｋ８）に基づいて、電子キー１２の認証が行われる。このため、新たな認証の際に車載機１３と電子キー１２との間で授受されるチャレンジコードＣｃｈが過去の認証で用いられたチャレンジコードＣｃｈと同一のものであった場合でも、車載機１３と電子キー１２との間の通信回数が異なるため、過去の認証における暗号結果と同一の暗号結果に基づいて認証が行われることはない。よって、認証を実施する装置間で共通の暗号鍵Ｋを持ち合い、該装置間で、チャレンジコードＣｃｈを暗号鍵Ｋで暗号化した結果を認証コードＣｋ８，Ｃｃ８として授受することで認証を行う電子キーシステム１１において、装置間で授受される情報が傍受されてしまった場合でも、該情報によって不正に認証されてしまうことを防止することができる。

（２）暗号コードＣｋ７，Ｃｃ７の一部が認証コードＣｋ８，Ｃｋ８として授受されるため、電子キー１２と車載機１３との間で授受される情報のビット数を小さくすることが可能となり、より短い時間で情報を授受することができる。

尚、上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１の実施の形態では、暗号コードＣｋ３の一部を認証コードＣｋ４として授受し、該認証コードＣｋ４に基づいて電子キー１２を認証したが、暗号コードＣｋ３の全てを認証コードＣｋ４としてもよい。

・上記第１の実施の形態では、照合制御装置３１と電子キー１２との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて暗号コードＣｋ３の一部を抽出したが、上記第２の実施の形態と同様、認証を実施する装置間で認証が実施される毎に変化する特定の抽出規則に基づいて暗号コードＣｋ７，Ｃｃ７の一部を抽出するようにしてもよい。

・上記第２の実施の形態では、カウンタ６１，７１に１加算される毎に、認証コードＣｋ８，Ｃｃ８の抽出位置を３２ビットずつずらすようにしたが、例えば１ビットずつずらしてもよく、そのずらし方は適宜変更可能である。

・上記各実施の形態では、１２８ビットの暗号コードＣｋ３，Ｃｃ３，Ｃｋ７，Ｃｃ７から３２ビットの認証コードＣｋ４，Ｃｃ４，Ｃｋ８，Ｃｃ８を抽出するようにしたが、認証コードＣｋ４，Ｃｃ４，Ｃｋ８，Ｃｃ８の長さは適宜変更可能である。

・上記各実施の形態では、電子キー１２に対して不正なチャレンジコードＣｃｈが送信されている旨を報知するためのインジケータランプ２４を、電子キー１２に設けたが、車載機１３側に設けてもよく、電子キー１２及び車載機１３の両方に設けてもよい。また、このインジケータランプ２４を省略してもよい。

・上記各実施の形態では、本発明を、ユーザにより所持される電子キー１２と車両（照合制御装置３１）との間の無線通信を通じてドアの施解錠を行う電子キーシステム１１に適用したが、例えば住宅用の電子キーシステムに具体化してもよい。また、携帯機を通信装置にかざすことにより、認証装置が携帯機を認証する通信システムに具体化してもよい。

・上記各実施の形態では、相互無線通信を行う２つの通信装置、すなわち電子キー１２及び車載機１３を一例に挙げたが、例えば通信バス等により相互に接続される複数の電子制御装置、あるいは通信ケーブル等により相互に接続される複数のコンピュータからなる有線通信システムに本発明を適用することも可能である。

次に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記認証装置は、前記照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致しなかった場合、前記対象装置に対して不正な乱数情報が送信されていると判断し、その旨を前記対象装置に設けられた報知手段を通じて報知することを特徴とする請求項４又は５に記載の通信システム。本発明によれば、報知手段を通じて対象装置に対して不正な乱数情報が送信されているが報知されるため、対象装置が不正な乱数情報を頻繁に受信していること、即ち情報が不正に読み取られようとしていたことをユーザに把握させることができる。

電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 第１の実施の形態の暗号化通信に関する機能ブロック図。 （ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態の認証コードの生成に関する概略図。 第１の実施の形態の照合処理手順に関するフローチャート。 相互認証手順を示す動作シーケンス図。 （ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態の暗号化通信の作用を説明するための説明図。 （ａ）及び（ｂ）は第１の実施の形態の暗号化通信の作用を説明するための説明図。 第２の実施の形態の暗号化通信に関する機能ブロック図。 （ａ）及び（ｂ）は第２の実施の形態の暗号化通信の作用を説明するための説明図。 （ａ）及び（ｂ）は第２の実施の形態の暗号化通信の作用を説明するための説明図。

符号の説明

１１…通信システムとしての電子キーシステム、１２…対象装置としての電子キー、３１…認証装置としての照合制御装置、Ｋ…暗号鍵、Ｃｃ４，Ｃｃ８，Ｃｋ４，Ｃｋ８…認証情報としての認証コード、１…通信システム。

Claims (5)

1. 認証装置及び該認証装置に登録された対象装置の間で共通の暗号鍵を持ち合い、前記対象装置が前記認証装置から送信された乱数情報に対して前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を認証情報として前記認証装置へ返信し、該認証装置が前記認証情報として受信した前記対象装置側の暗号結果と、前記対象装置へ送信した前記乱数情報に対して前記認証装置が前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果とを比較してそれらが一致した場合に前記対象装置の正当性を認証する通信システムであって、
   前記対象装置は、前記乱数情報を受信する毎に自身の識別情報を生成するとともに、前記認証装置から送信された乱数情報に前記識別情報を付加したものを前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を、認証情報として前記認証装置へ返信し、
   前記認証装置は、前記対象装置を認証する毎に自身に登録された前記対象装置固有の識別情報を生成するとともに、前記対象装置へ送信した乱数情報に自身が生成した識別情報を付加したものを前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することを特徴とする通信システム。
2. 前記対象装置は、前記認証情報として、前記認証装置との間で予め取り決められた特定の抽出規則に基づいて、前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を前記認証装置へ送信し、
   前記認証装置は、前記抽出規則に基づいて自身が生成した暗号結果の一部を抽出するとともに、抽出した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 認証装置及び該認証装置に登録された対象装置の間で共通の暗号鍵を持ち合い、前記対象装置が前記認証装置から送信された乱数情報に対して前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果を認証情報として前記認証装置へ返信し、該認証装置が前記認証情報として受信した前記対象装置側の暗号結果と、前記対象装置へ送信した前記乱数情報に対して前記認証装置が前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果とを比較してそれらが一致した場合に前記対象装置の正当性を認証する通信システムであって、
   前記対象装置は、前記認証装置との間で予め取り決められた前記乱数情報を受信する毎に変化する特定の抽出規則に基づいて、前記認証装置から送信された乱数情報を前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を抽出し、抽出した暗号結果の一部を認証情報として前記認証装置に送信し、
   前記認証装置は、前記対象装置との間で予め取り決められた前記対象装置を認証する毎に変化する特定の抽出規則に基づいて、前記対象装置へ送信した乱数情報を前記共通の暗号鍵を使用して暗号化した暗号結果の一部を抽出し、抽出した暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致する場合に、前記対象装置の正当性を認証することを特徴とする通信システム。
4. 前記認証装置は、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致するまで、自身が前記対象装置を認証した認証回数が、前記対象装置が前記乱数情報を受信した受信回数に近づくように、自身の暗号結果と前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とを照合する照合サイクルを所定回数繰り返し実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の通信システム。
5. 前記認証装置は、前記照合サイクルを所定回数だけ繰り返し実行したにも関わらず、自身の暗号結果と、前記認証情報に含まれる前記対象装置側の暗号結果とが一致しなかった場合、該対象装置の登録を解除することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。

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