JP2010180596A - 電子キーシステム及びキー認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば複数の電子キーシステムで１つの電子キーを共用していた際、一方の電子キーシステムの交換によって電子キーの認証用のアルゴリズムが代わっても、この新たな電子キーを、複雑で面倒な設定作業をユーザに課すことなくもう一方の電子キーシステムのキーとして今まで通り使用することができる電子キーシステム及びキー認証方法を提供する。
【解決手段】住宅１と電子キー２との間でチャレンジレスポンス認証により照合を行う電子キーシステム３において、住宅用照合ＥＣＵ４から暗号アルゴリズムを省略し、住宅１からはチャレンジとして固定乱数コード２６を飛ばすようにする。そして、この固定乱数コード２６のレスポンスを認証側固有コード２８として住宅１に登録しておき、チャレンジレスポンス認証の際には、この認証側固有コード２８を使用してチャレンジレスポンス認証を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信によってキーからキーコードを取得してキー照合を実行する電子キーシステム及びキー認証方法に関する。

近年、通信相手が本人であるかを確認する認証システムとして、例えばチャレンジレスポンス認証が広く使用されている。チャレンジレスポンス認証とは暗証の一種であって、図７に示すように、まずは最初に認証側８１が、発信の度に毎回値が変わる乱数コードをチャレンジとして受け側８２に送る。この乱数コードを受け取った受け側８２は、この乱数コードを自身が持つ暗号アルゴリズムによって演算し、これをレスポンスとして認証側８１に送り返す。認証側８１は、受け側８２に送った乱数コードを自身も同様の暗号アルゴリズムを使った演算でレスポンスを求め、受け側８２から送られてきたレスポンスと自身が演算したレスポンスとを照合し、これらが一致してレスポンス照合が成立すれば、両者の通信が許可される。

ところで、車両のキーシステムとしては、例えばキーコードを無線発信可能な電子キーを車両キーとして使用する電子キーシステムが広く普及している。この電子キーシステムの一種には、車両からＩＤコード返信の要求としてリクエストを定期的に発信させ、このリクエストを電子キーが受信すると、自身のＩＤコードを自動で車両に投げ返してキー照合を実行するキー操作フリーシステムというものがある。このキー操作フリーシステムは、車両及び電子キーの間で無線信号を互いにやり取りする相互通信を実行するので、同システムに暗号系の認証システムを搭載する場合には、２者間の相互通信を前提とするチャレンジレスポンス認証が広く使用されている。

また、更なる利便性向上を図るべく、この種の車両用電子キーで、住宅の玄関等のドア（住宅ドア）も施解錠可能とする種々の技術（特許文献１等参照）が開発されている。この場合は、認証システムのマスタである認証側８１を車両のみならず住宅にも設け、住宅に設置した認証側８１と電子キーとの間で個人認証の成立が確認できれば、住宅ドアの施錠又は解錠が許可又は実行される。このように、１つの電子キーで車両の各種操作のみならず、住宅ドアの施解錠も実行できれば、これら車両用と住宅用とで各々個別のキーを持たずに済み、この点で利便性がよくなる。

特開２００６−２８９６３号公報

ところで、非常に高額な住宅は一生使用するものであるのに対し、一般的に車両は数年単位で買い替えるものである。車両を新しいものに買い替えた際には、それに応じて車両用電子キーも新しいものに代わることになるので、キー照合の際に実行されるチャレンジレスポンス認証について視点を向けると、電子キーと住宅とでそれぞれアルゴリズムが異なる状況に陥る。このため、新しく買い替えた車両の電子キーでは、住宅との間でチャレンジレスポンス認証を成立させることができないので、車両と同じキーで住宅ドアの施解錠操作を実行することができず、これが不便の原因となっていた。

ここで、例えば新しい車両用電子キーで住宅ドアの施解錠を実行可能にするには、例えば新しい車両用電子キーが持つ暗号アルゴリズムを、住宅の認証側８１に新規登録すればよいと考えられる。しかし、暗号アルゴリズムの新規登録は、新規登録の際に暗号アルゴリズムが盗聴されないように複雑で面倒な設定作業が必要であるので、新たな車両用電子キーを住宅と共用化するに際して、この種の面倒な作業をユーザに課してしまっては、キー共用化の利点が半減する。よって、このような面倒な登録作業を実行せずとも、新たな車両用電子キーを住宅用としても使用することができる新たな技術が要望されていた。

本発明の目的は、例えば複数の電子キーシステムで１つの電子キーを共用していた際、一方の電子キーシステムの交換によって電子キーの認証用のアルゴリズムが変わっても、この新たな電子キーを、複雑で面倒な設定作業をユーザに課すことなくもう一方の電子キーシステムのキーとして今まで通り使用することができる電子キーシステム及びキー認証方法を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、電子キーがその通信マスタと無線通信を介してキー照合を行う電子キーシステムにおいて、チャレンジとして乱数コードを固定で送るようにするとともに、この固定乱数コードを前記電子キーのアルゴリズムによって演算することで求まるレスポンスをＩＤコードとともに前記通信マスタに登録しておき、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際には、レスポンス照合を前記固定乱数コードによって実行することを要旨とする。

この構成によれば、チャレンジレスポンス認証時に通信マスタからチャレンジとして発信する乱数コードを固定値とする。そして、この電子キーシステムの使用初期時において、固定乱数コードを受け付けた電子キーが返すレスポンスを予め通信マスタに登録しておき、これ以降のチャレンジレスポンス認証では、固定乱数コードに応答して電子キーが返すレスポンスと、通信マスタに登録された固定乱数コードのレスポンスとを照らし合わせることでレスポンス照合を実行する。このため、もし仮に電子キーのアルゴリズムが新規のものに切り換わっても、例えば通信マスタのアルゴリズムを変更するなどの複雑で面倒な設定作業をユーザに課すことなく、通信マスタを今まで通り電子キーで動作させることが可能となる。

本発明では、前記通信マスタには、複数の前記固定乱数コードと、これら当該固定乱数コードのレスポンスとが対応付けられて登録され、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際、複数の当該固定乱数コードのうちの特定の１つを選択的に使用して前記レスポンス照合が実行されることを要旨とする。

この構成によれば、固定乱数コードを複数用意しておき、チャレンジレスポンス認証では、この中の特定の１つを選択的に使用して認証を実行する。このため、もし仮に固定乱数コードが盗聴されても、次のチャレンジレスポンス認証では、盗聴された固定乱数コードと異なる固定乱数コードで認証が実行されれば、盗聴された固定乱数コードでは認証を成立させることができない。よって、盗聴した固定乱数コードで通信マスタを動作させることができなくなるので、通信マスタの不正使用に関してセキュリティ性を高くすることが可能となる。

本発明では、電子キーがその通信マスタと無線通信を介してキー照合を行う際に使用されるキー認証方法において、チャレンジとして乱数コードを固定で送るようにするとともに、この固定乱数コードを前記電子キーのアルゴリズムによって演算することで求まるレスポンスをＩＤコードとともに前記通信マスタに登録しておき、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際には、レスポンス照合を前記固定乱数コードによって実行することを要旨とする。

本発明によれば、例えば複数の電子キーシステムで１つの電子キーを共用していた際、一方の電子キーシステムの交換によって電子キーの認証用のアルゴリズムが変わっても、この新たな電子キーを、複雑で面倒な設定作業をユーザに課すことなくもう一方の電子キーシステムのキーとして今まで通り使用することができる。

第１実施形態における電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。 スマート通信時の通信内容を示すタイミングチャート。 住宅へのレスポンス登録を説明するときに使用するブロック図。 旧電子キー使用時の各キーシステムの概略構成を示すブロック図。 新規電子キー使用時の各キーシステムの概略構成を示すブロック図。 第２実施形態における複数の固定乱数コードとそのレスポンスとが対応付けられた表。 従来におけるチャレンジレスポンス認証の概略構成を示すブロック図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電子キーシステムの第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示すように、住宅１には、住宅キーとして使用される電子キー２との間で無線通信によりキー照合を行って、このキー照合の成立を条件に住宅玄関等の住宅ドアの施解錠が許可又は実行される電子キーシステム３（以下、住宅側電子キーシステムと記す）が設けられている。電子キー２は、住宅１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードを無線通信により住宅１に発信して住宅１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。住宅側電子キーシステム３には、住宅１から電子キー２のＩＤコード返信の要求としてリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、このリクエスト信号Ｓrqにより電子キー２にＩＤ信号Ｓidを返信させるキー操作フリーシステム、いわゆるスマートエントリーシステムがある。なお、住宅１が通信マスタを構成する。

スマートエントリーシステムでは、住宅１に、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う住宅用照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４が設けられている。住宅用照合ＥＣＵ４には、屋外にＬＦ帯（Low Frequency：約134KHz）の信号を発信する屋外ＬＦ発信機５と、ＲＦ帯（Radio Frequency：約312MHz）の信号を受信可能な住宅用ＲＦ受信機６とが接続されている。また、住宅１には、ドアロック施解錠系の各種モータへの電源供給を管理するドアロック制御ＥＣＵ７が設けられている。ドアロック制御ＥＣＵ７は、住宅１内の屋内ＬＡＮ（Local Area Network）８を介して住宅用照合ＥＣＵ４に接続され、ドアロックモータ９を動作させることでドアロックの施錠解錠を切り換える。

また、電子キー２には、電子キー２の各種動作を統括制御する通信制御部１０が設けられている。この通信制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１やメモリ１２等の各種デバイスを持った制御ＩＣ（Integrated Circuit）からなり、電子キー２が持つ固有のキーコードとしてＩＤコードがメモリ１２に登録されている。通信制御部１０には、ＬＦ帯の無線信号を受信可能なＬＦ受信機１３と、ＲＦ帯の無線信号を発信可能なＲＦ発信機１４とが接続されている。通信制御部１０は、ＬＦ受信機１３でどの種の無線信号を受け付けたか否かを逐次監視するとともに、ＲＦ発信機１４からの信号発信の動作を管理する。

住宅用照合ＥＣＵ４は、屋外ＬＦ発信機５からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、住宅ドア周辺にリクエスト信号Ｓrqの屋外通信エリアを形成して、電子キー２との間の狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの屋外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身のメモリ１２に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の信号で返信する。住宅用照合ＥＣＵ４は、住宅用ＲＦ受信機６でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（屋外通信）が確立すると、自身のメモリ１５に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（屋外照合）を行う。住宅用照合ＥＣＵ４は、この屋外照合が成立したことを確認すると、ドアロック制御ＥＣＵ７によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、住宅側電子キーシステム３は、住宅１のドアロック施解錠用のみならず、車両１６の電子キーシステム１７（以下、車両側電子キーシステムと記す）としても共用されている。この場合、車両１６には、電子キー２との間でＩＤ照合を行う車両用照合ＥＣＵ１８が設けられている。車両用照合ＥＣＵ１８には、車外にＬＦ帯の信号を発信する車外ＬＦ発信機１９と、車内に同じＬＦ帯の信号を発信する車内ＬＦ発信機２０と、ＲＦ帯の信号を受信可能な車両用ＲＦ受信機２１とが接続されている。また、車両用照合ＥＣＵ１８には、車両１６の各種ドアのドアロック施解錠を管理するドアロック装置２２と、車両１６の電源状態（電源ポジション）及びエンジン動作状態を管理するエンジン装置２３とが、車内の一ネットワークである車内ＬＡＮ２４を介して接続されている。なお、車両１６が通信マスタを構成する。

車両用照合ＥＣＵ１８は、車外ＬＦ発信機１９からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させ、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、スマート通信の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身のメモリ１２に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の信号で返信する。車両用照合ＥＣＵ１８は、車両用ＲＦ受信機２１でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身のメモリ２５に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。車両用照合ＥＣＵ１８は、この車外照合が成立したことを確認すると、ドアロック装置２２によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、車両側電子キーシステム１７（キー操作フリーシステム）には、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン（図示略）の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。このワンプッシュエンジンスタートシステムでは、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車が確認されると、車両用照合ＥＣＵ１８はそれまでの車外ＬＦ発信機１９からではなく、今度は車内ＬＦ発信機２０からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。車両用照合ＥＣＵ１８は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidを車両用ＲＦ受信機２１で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。車両用照合ＥＣＵ１８は、この車内照合が成立したことを確認すると、エンジン装置２３による電源状態切り換えを許可する。

これにより、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルが踏み込まれた状態でプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ（図示略）がプッシュ操作されると、停止状態であったエンジンが起動状態に切り換わる。また、エンジンが可動状態の際、セレクトレバーのレンジ位置が駐車位置（Ｐレンジ）の状態でエンジンスイッチがプッシュ操作されると、今度はエンジンが停止状態に切り換わる。さらに、エンジンが停止状態の際、ブレーキペダルは踏み込み操作されずにエンジンスイッチのみがプッシュ操作されると、このプッシュ操作の度に電源状態が電源オフ→ＡＣＣオン→ＩＧオンの順に繰り返し切り換わる。

また、これら電子キーシステム３，１７のスマート照合では、ＩＤコードによる個人認証の他に、暗号系の個人認証（暗証）としてチャレンジレスポンス認証が実行されている。チャレンジレスポンス認証とは、まずは最初に認証のマスタである認証側がチャレンジとして乱数コード（ランダムな数値のデータ列）を通信相手に送り、その通信相手が自身の暗号アルゴリズムによりチャレンジを演算してレスポンスを作成しつつ、これを認証側に送り返す。そして、認証側がこのレスポンスを自身が持つレスポンスと照らし合わせることにより、個人認証を実行するものである。本例の電子キーシステムは、ＩＤコードの正否を見るＩＤ照合とともに、このレスポンス照合も実行し、これら２つの認証がともに成立することを確認すると、スマート照合が成立したと処理して、これら２者間の通信が許可される。

また、住宅用照合ＥＣＵ４には、チャレンジレスポンス認証の際に乱数コードを固定値（以下、固定乱数コード２６と記す）で発信可能とする固定乱数コード発信部２７が設けられている。即ち、本例の住宅側電子キーシステム３のチャレンジレスポンス認証は、チャレンジとして送る乱数コードを固定値で送る構成となっている。また、住宅用照合ＥＣＵ４からは、暗号アルゴリズムが省略されている。即ち、チャレンジレスポンス認証では、通常ならば通信を実行する２者の各々に暗号アルゴリズムを用意する必要があるが、本例の場合は電子キー２には暗号アルゴリズムが搭載されるものの、住宅用照合ＥＣＵ４には暗号アルゴリズムを設けない構成とされている。

更に、本例の住宅用照合ＥＣＵ４には、暗号アルゴリズムを登録しない代わりに、チャレンジレスポンスの際に電子キー２から返信されてくるレスポンスが予め登録されている。よって、住宅用照合ＥＣＵ４には、電子キー２が持つＩＤコードと、チャレンジレスポンスで電子キー２が返信してくるレスポンスとのデータ列（以降、これを認証側固有コード２８と記す）が登録されている。よって、住宅用照合ＥＣＵ４が電子キー２とスマート照合を行うに際しては、チャレンジレスポンス認証において電子キー２から受け付けるレスポンスとＩＤコードとを含んだキー側固有コード２９と、自身が持つ認証側固有コード２８とを照らし合わせて認証を行い、これらコード２８，２９が一致すればスマート照合が成立する。

また、住宅１には、住宅用照合ＥＣＵ４に登録された認証側固有コード２８を変更するときに操作する登録スイッチ３０が設けられている。認証側固有コード２８の登録作業は、この登録スイッチ３０を操作して、住宅用照合ＥＣＵ４を登録モードに切り換えることによって行う。住宅用照合ＥＣＵ４は、動作モードが登録モードに入ると、スマート照合に準じた無線通信を電子キー２と実行し、この通信時に電子キー２から受け付けるキー側固有コード２９を、新たな認証側固有コード２８として住宅用照合ＥＣＵ４のメモリに上書きすることで登録作業を実行する。

次に、本例の住宅側電子キーシステム３の動作を図２に従って説明する。
例えば、住宅ドアが施錠状態の際、住宅用照合ＥＣＵ４は、住宅ドアの周辺に電子キー２が存在するか否かを確認すべく、屋外ＬＦ発信機５からウェイク信号（Wake Pattern）３１をＬＦ帯の信号で断続的に発信させる。電子キー２がこの屋外通信エリアに入り込み、ウェイク信号３１をＬＦ受信機１３で受信すると、電子キー２はこのウェイク信号３１により待機状態から起動状態に動作状態が切り換わり、その旨を通知すべくアック信号３２を住宅１に返信する。

住宅用照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号３１を発信した後の所定時間内にアック信号３２を受信すると、住宅ドア周囲に電子キー２が存在すると認識する。そして、住宅用照合ＥＣＵ４は、続いて住宅固有のＩＤとして住宅ＩＤ３３を、屋外ＬＦ発信機５からＬＦ帯の信号で発信させる。電子キー２は、この住宅ＩＤ３３を受け付けると、この住宅ＩＤ３３が正常コードであるか否かを見る確認として住宅ＩＤ照合を行い、この時にスマート通信を行っている住宅１が正規住宅であるのか否かの判定を行う。このように、住宅１から電子キー２に住宅ＩＤを発信して電子キー２に住宅種別判定を行わせるのは、電子キー２の周囲に複数住宅が存在して通信が混在する状況になっても、この中の正規住宅のみとスマート通信を行うためである。電子キー２は、この住宅ＩＤ照合が成立したことを確認すると、その旨を通知すべくアック信号３４を住宅１に返信する。

住宅用照合ＥＣＵ４は、住宅ＩＤ３３を発信した後の所定時間内にアック信号３４を受信すると、住宅ＩＤ照合が成立したことを認識する。そして、住宅用照合ＥＣＵ４は、続いてチャレンジレスポンス認証を開始し、まずは固定乱数コード２６及びキー番号のデータ列からなる確認コード３５を発信する。なお、キー番号は、電子キー２がマスターキーやどのサブキーかを見分けるための情報である。このように、住宅１から電子キー２にキー番号を送って番号照合を実行させるのは、もし仮に通信エリアにマスターキー及びサブキーの両方が存在していても、これらが同時に通信を開始して混信が発生しないようにするためである。

電子キー２は、住宅１から確認コード３５を受信すると、まずはこの確認コード３５の中のキー番号の正否を見る番号照合を実行し、自身がこのときのスマート通信の通信対象であるか否かを判断する。そして、この番号照合が成立すると、電子キー２は、同じ確認コード３５の中に含まれる固定乱数コード２６を、自身の暗号アルゴリズムによって演算することにより、レスポンスを生成する。電子キー２は、レスポンスの生成作業が終了すると、自身のメモリ１２に登録されたＩＤコードとこのレスポンスとを含んだキー側固有コード２９を住宅１に返信する。

住宅用照合ＥＣＵ４は、電子キー２からキー側固有コード２９を受信すると、このキー側固有コード２９と、自身のメモリ１５に登録された認証側固有コード２８とを照らし合わせて、ＩＤコード及びレスポンスの照合を実行する。このとき、まずはキー側固有コード２９の中のＩＤコードと、自身のメモリ１５に登録されたＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合を実行し、このＩＤ照合が成立したことを確認すると、電子キー２から受信したレスポンスと、メモリ１５に登録されたレスポンスとを照らし合わせてレスポンス照合を実行する。住宅用照合ＥＣＵ４は、ＩＤ照合及びレスポンス照合の両方の成立を確認すると、スマート照合が成立したと認識し、住宅ドアのドアロック施解錠を許可又は実行する。

なお、以上は、電子キー２で住宅ドアを施解錠するとき、即ち住宅側電子キーシステム３の動作例を挙げたが、車両側電子キーシステム１７も、基本的には住宅側電子キーシステム３と同様の動作推移をとる。よって、車両側電子キーシステムの動作、即ち電子キー２で車両１６のドアロックを施解錠したり、或いはエンジンを始動操作したりするときの動作説明は、住宅側電子キーシステム３の動作例の説明を以て省略する。

さて、本例のように１つの電子キー２を住宅１及び車両１６の両方で使える共用キーとする場合、まずは図３に示すように、電子キー２から発信されるキー側固有コード２９を、住宅用照合ＥＣＵ４のメモリ１５に書き込む初期登録を実行する。この登録作業に際しては、まず登録スイッチ３０を操作して、住宅用照合ＥＣＵ４を登録モードに切り換える。このとき、住宅用照合ＥＣＵ４は、屋外通信エリア内に位置する電子キー２とスマート通信を開始し、このときに電子キー２から受け付けるキー側固有コード２９を、認証側固有コード２８としてメモリ１５に登録する。これにより、電子キー２を車両１６のみならず住宅１のキーとしても使用することが可能となる。

ここで、例えば車両１６を図４に示す旧車両１６ａから、図５に示すように新規車両１６ｂに買い替える場合を想定する。ところで、スマート照合で用いるＩＤコードや暗号アルゴリズムは、車両個々で異なるものであるので、新規車両１６ｂ及びその新規電子キー２ｂには、旧車両１６ａ及び旧電子キー２ａとは異なるデータ列の新ＩＤコード及び新アルゴリズムが登録されている。このため、チャレンジレスポンス認証においては、チャレンジに対する新規電子キー２ｂからのレスポンスとして、これまでは旧電子キー２ａからは旧キー側固有コード２９ａが発信されていたのに対し、今度は新規電子キー２ｂの固有値である新ＩＤコードと、新暗号アルゴリズムによって演算される新レスポンスとを含んだ新キー側固有コード２９ｂが新規車両１６ｂに返信される通信形式をとる。

一方、住宅１に登録されている認証側固有コード２８は、旧認証側固有コード２８ａのままであるので、住宅１に登録されたこの旧認証側固有コード２８ａを新しいものに登録し直さないと、新規電子キー２ｂで住宅ドアを開けることはできない。この場合、認証側固有コード２８の初期登録のときと同様の登録手順により、新規電子キー２ｂの新キー側固有コード２９ｂを、住宅１の新認証側固有コード２８ｂとしてメモリ１５に登録設定する。これにより、以降は新規車両１６ｂの新規電子キー２ｂを、これまでと同様に住宅キーとして共用することが可能となる。

ところで、従来のチャレンジレスポンス認証は、認証側（即ち、住宅１側）も自らが持つ暗号アルゴリズムによってレスポンスを演算して、電子キー２から受け付けたレスポンスと比較する認証形式をとるものである。しかし、この認証形式を用いた場合、車両１６を買い替えて電子キー２が新しくなると、この新規電子キー２ｂを住宅キーとしても使用しようとすると、住宅１側の暗号アルゴリズムを、新規電子キー２ｂに合わせた新しいアルゴリズムに変更しなければならない。しかし、暗号アルゴリズムの変更作業は不正傍受等の問題を考えると、複雑で面倒な設定作業をユーザに課す必要があることから、住宅１の暗号アルゴリズムの変更作業は実現性に乏しく、このため車両１６を買い替えた際には、結果として新規電子キー２ｂを住宅キーとしては使用できなくなる問題が発生する。

しかし、本例のチャレンジレスポンス認証は、住宅用照合ＥＣＵ４から暗号アルゴリズムを省略し、住宅１からはチャレンジとして固定乱数コード２６を飛ばすようにする。そして、この固定乱数コード２６のレスポンスを認証側固有コード２８として住宅１に登録しておき、チャレンジレスポンス認証の際には、この認証側固有コード２８を使用してチャレンジレスポンス認証を実行する。よって、車両１６を買い替えて電子キー２が新しいものになっても、住宅１にレスポンスを登録した後は、新規電子キー２ｂを住宅キーとしても使用することが可能となる。このため、新規電子キー２ｂを今まで通り住宅１及び車両１６の両方で使用することが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）住宅１と電子キー２とがスマート通信を行う際、チャレンジレスポンス認証時に住宅１からチャレンジとして発信される乱数コードを固定値、即ち固定乱数コード２６とする。そして、住宅側電子キーシステム３の使用初期時において、この固定乱数コード２６を受け付けた電子キー２が返信するレスポンス、即ちキー側固有コード２９を認証側固有コード２８として予め住宅１側に登録しておき、これ以降のスマート通信では、スマート通信時に電子キー２が返してくるキー側固有コード２９と住宅用照合ＥＣＵ４に登録された認証固有コードとの照合成立可否を見ることで、スマート通信の成立可否を判断する。このため、もし仮に電子キー２が新規電子キー２ｂに買い替えられてキー側の暗号アルゴリズムが変更されても、電子キー２の応答であるキー側固有コード２９を使用初期時に住宅１に登録する作業を経れば、例えば住宅１側においてアルゴリズムを新しいものに変更するという複雑で手間のかかる設定作業を行わずに、この新規電子キー２ｂを今まで通り住宅キーとして使用することができる。

（２）住宅側電子キーシステム３の通信形式にスマート通信を使用したので、電子キー２がＩＤコードの発信動作をとるには、固定乱数コード２６を電子キー２に当てることが条件となる。ところで、例えば住宅側電子キーシステム３の通信形式として、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等を使用することも想定されるが、この通信形式を採用した場合には、単に電子キー２に電波を当てただけで、電子キー２がＩＤコードを返信する動作をとってしまうので、ＩＤコードの耐盗聴性がそれほど高くないものになってしまう。しかし、本例のように通信形式としてスマート通信を使用すれば、固定乱数コード２６を電子キー２に当てないとＩＤコード（レスポンスを含む）が取得できないので、ＩＤコードの盗難を発生し難くすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載のチャレンジレスポンス認証においてその一部分を変更したのみであるので、第１実施形態と同様部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

住宅用照合ＥＣＵ４に電子キー２のキー側固有コード２９を登録する際、住宅用照合ＥＣＵ４は、図６に示すように、複数の固定乱数コード２６ａ，２６ｂ…を順に電子キー２に発信する動作をとる。電子キー２は、これら固定乱数コード２６ａ，２６ｂ…を受信すると、各々のレスポンスを演算し、これらレスポンス群と電子キー２のＩＤコードとを、キー側固有コード２９として住宅１に返信する。そして、住宅用照合ＥＣＵ４は、このキー側固有コード２９を受信すると、これに含まれるレスポンス群を固定乱数コード２６ａ，２６ｂ…に対応付けた状態で、ＩＤコードとともにメモリ１５に登録する。

そして、住宅１が電子キー２とスマート照合を実行する際、固定乱数コード発信部２７は、複数の固定乱数コード２６ａ，２６ｂ…の中から特定の１つを選択的に発信して、電子キー２とスマート通信を実行させる。住宅用照合ＥＣＵ４は、このスマート通信時、電子キー２が返信してきたキー側固有コード２９を受信すると、その中に含まれるＩＤコードのＩＤ照合を行い、このＩＤ照合が成立すれば、同じキー側固有コード２９に含まれるレスポンスと、メモリ１５に登録された認証側固有コード２８のレスポンスとを比較して、レスポンス照合を実行する。そして、住宅用照合ＥＣＵ４は、このＩＤ照合及びレスポンス照合の両方が成立することを確認すると、スマート照合が成立したと認識し、住宅ドアのドアロック施解錠を許可又は実行する。

ところで、本例のように乱数コードを固定値で発信する場合、もし仮に固定乱数コード２６が第三者により不正に傍受されてしまうと、以降は第三者によってこの盗難した固定乱数コード２６で住宅ドアのドアロックが勝手に解錠されてしまうことも想定され得る。しかし、本例においては、固定乱数コード２６を複数用意し、これらの中の１つを選択的に用いてスマート照合を実行するので、もし仮に固定乱数コード２６が不正傍受されても、次のスマート通信時に他の固定乱数コード２６でスマート通信が実行されれば、盗難した固定乱数コード２６ではスマート通信が成立しなくなり、住宅ドアのドアロックが勝手に解錠されずに済む。よって、住宅１への不正侵入の発生を抑制することが可能となり、不法侵入のセキュリティ性を高いものとすることが可能となる。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１），（２）に記載の効果に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（３）住宅１に複数の固定乱数コード２６ａ，２６ｂ…を複数用意しておき、スマート通信のチャレンジレスポンス認証においては、この中の特定の１つを選択的に使用して認証を実行する。このため、もし仮に固定乱数コード２６が盗聴されたとしても、次に実行するスマート通信では、前述した盗聴された固定乱数コード２６以外のもので認証が実行されれば、盗聴された固定乱数コードでスマート照合を成立させることができない。よって、スマート通信の不正成立に対するセキュリティ性を高くすることができる。これにより、盗聴した固定乱数コードでは住宅１の各種操作を実行させずに済むので、住宅１への不正侵入防止等に効果が高くなる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ 第１及び第２実施形態において、例えば電子キー２が新規のものに買い替えられる前、即ち電子キー２の暗号アルゴリズムが変更される前は、通常のチャレンジレスポンス認証を実行するものでもよい。即ち、住宅１側にも暗号アルゴリズムを搭載しておき、電子キー２が新規のものに買い替えられる前は、この暗号アルゴリズムを使用して住宅１側も自らチャレンジのレスポンスを演算する認証を実行し、電子キー２が新規のものに買い替えられた後、本例の認証形式を実行するものでもよい。この場合、電子キー２が買い替えられる前は、認証性の高い方式で電子キー２と照合を実行することができる。

・ 第１及び第２実施形態において、住宅１から電子キー２に信号を出すときの通信と、電子キー２から住宅１に信号を出すときの通知とで周波数を異ならせることに限らず、両方とも同じ周波数で通信を実行してもよい。また、電子キーシステム３，１７で使用する周波数は、必ずしもＬＦやＲＦに限らず、種々の周波数が使用可能である。更には、住宅１及び電子キー２の間で使用する通信プロトコルも、種々の形式が採用可能である。

・ 第１及び第２実施形態において、電子キーシステム３，１７は、必ずしもキー操作フリーシステムに限らず、電子キー２でのボタン操作によってＩＤコードを車両１６に飛ばしてドアロックの施解錠が可能なワイヤレスキーシステムを含むものとする。

・ 第１及び第２実施形態において、住宅側電子キーシステム３は、必ずしも住宅ドアの施解錠を管理するシステムに適用されることに限らず、例えばマンション等の集合玄関に使用してもよい。ところで、集合玄関はあくまで共用の入口であるので、解錠に関してセキュリティ性が落ちても、住宅ドアに比べれば大きな問題はないといえる。よって、本例のように乱数コードを固定で発信するという、従来のチャレンジレスポンス認証に比べればセキュリティ性が若干落ちるシステムを使用しても、集合玄関に応用すれば利便性とセキュリティ性とのバランスがとれたシステムとすることができる。

・ 第１及び第２実施形態において、住宅１への認証側固有コード２８の登録作業は、必ずしも登録スイッチ３０を使用する形式のものに限定されない。例えば、電子キー２が持つ操作ボタンを所定順序及び回数で操作することにより、住宅側電子キーシステム３を登録モードに入らせるものでもよい。

・ 第１及び第２実施形態において、電子キーシステム３，１７は、必ずしも住宅１や車両１６のキーとして使用されることに限らず、これら以外の装置や機器に応用可能であることは言うまでもない。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１，２において、前記通信マスタに前記電子キーと対応するアルゴリズムが登録され、前記電子キーのアルゴリズムが変更される前、前記通信マスタは前記チャレンジとして固定ではないランダムな乱数コードを発信し、前記通信マスタも自身が持つ前記アルゴリズムでレスポンスを演算する処理を実行して、前記レスポンス照合を実行する。この構成によれば、電子キーのアルゴリズムが変更される前は、通信マスタからランダムな乱数コードを発信するチャレンジレスポンス認証が実行されるので、このときに実行する認証をセキュリティ性の高い形式で実行することができる。

（２）請求項１，２において、前記キー照合は、電子キーがその通信マスタと通信を実行するに際して、前記通信マスタが乱数コードとしてチャレンジを前記電子キーに向けて送り、前記電子キーは当該チャレンジを自身が持つアルゴリズムに沿って演算することでレスポンスを生成するとともに、当該レスポンスと自身が持つＩＤコードとを前記通信マスタに送り返し、前記ＩＤコードが前記通信マスタと一致するか否かのＩＤ照合の成立可否を見るとともに、前記電子キーから受け付けた当該レスポンスが、前記通信マスタが自ら演算したレスポンスと一致してレスポンス照合の成立可否を見る照合である。

１…通信マスタを構成する住宅、２，２ａ，２ｂ…電子キー、３…電子キーシステムを構成する住宅側電子キーシステム、１６…通信マスタを構成する車両、１７…電子キーシステムを構成する車両側電子キーシステム、２６（２６ａ，２６ｂ）…固定乱数コード。

Claims (3)

1. 電子キーがその通信マスタと無線通信を介してキー照合を行う電子キーシステムにおいて、
   チャレンジとして乱数コードを固定で送るようにするとともに、この固定乱数コードを前記電子キーのアルゴリズムによって演算することで求まるレスポンスをＩＤコードとともに前記通信マスタに登録しておき、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際には、レスポンス照合を前記固定乱数コードによって実行することを特徴とする電子キーシステム。
2. 前記通信マスタには、複数の前記固定乱数コードと、これら当該固定乱数コードのレスポンスとが対応付けられて登録され、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際、複数の当該固定乱数コードのうちの特定の１つを選択的に使用して前記レスポンス照合が実行されることを特徴とする請求項１に記載の電子キーシステム。
3. 電子キーがその通信マスタと無線通信を介してキー照合を行う際に使用されるキー認証方法において、
   チャレンジとして乱数コードを固定で送るようにするとともに、この固定乱数コードを前記電子キーのアルゴリズムによって演算することで求まるレスポンスをＩＤコードとともに前記通信マスタに登録しておき、前記電子キーと前記通信マスタとが通信を行う際には、レスポンス照合を前記固定乱数コードによって実行することを特徴とするキー認証方法。

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