JP2012026225A - 電気錠システム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性の高い電気錠システムを提供する。
【解決手段】第１カウンタ値を含む施解錠信号ｃを送信する送信部１１、送信部１１が施解錠信号ｃを送信する毎、及び第１周期毎に、第１カウンタ値Ｎをインクリメントする第１インクリメント制御部１３を備える送信装置１０と、施解錠信号ｃを受信する受信部２１、第１カウンタ値と、第２カウンタ値とを比較し、第２カウンタ値より第１カウンタ値の方が大きい場合において、第１カウンタ値を含む施解錠信号ｃを正規信号と判定する比較判定部２５、第１周期以上の第２周期毎に、第２カウンタ値をインクリメントし、比較判定部２５が、施解錠信号ｃを正規信号と判定した場合において、第２カウンタ値を第１カウンタ値に更新する第２インクリメント制御部２３を備える受信装置２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、安全性の高い電気錠システムに関する。

住宅、自動車のドア等、鍵装置である送信装置から錠装置を備える受信装置に向け、錠装置の施解錠を行う制御信号を無線送信するリモコンタイプの電気錠システムが知られている。送信装置から送信された制御信号を盗聴、コピーし、そのコピーした不正信号を受信装置に送信するリプレイ攻撃の対策として、ワンタイムパスワード方式、ローリングコード方式等が知られている（特許文献１参照）。

特開平８−２４６７３３号公報

上述のような電気錠システムにおいては、受信側に届かない正規信号をコピーし、次の正規信号が届く前に、そのコピーした不正信号を受信側に送信すると、受信側では正規信号と誤判定してしまう。

本発明は、不正信号に有効期限を設け、安全性の高い電気錠システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、（イ）第１カウンタ値を格納する第１カウンタ、第１カウンタ値を含む施解錠信号を送信する送信部、送信部が施解錠信号を送信する毎、及び第１周期毎に、第１カウンタ値をインクリメントする第１インクリメント制御部を備える送信装置と、（ロ）第２カウンタ値を格納する第２カウンタ、施解錠信号を受信する受信部、受信部により受信された施解錠信号に含まれる第１カウンタ値と、第２カウンタ値とを比較し、第２カウンタ値より第１カウンタ値の方が大きい場合において、第１カウンタ値を含む施解錠信号を正規信号と判定する比較判定部、第１周期以上の第２周期毎に、第２カウンタ値をインクリメントし、比較判定部が、施解錠信号を正規信号と判定した場合において、第２カウンタ値を第１カウンタ値に更新する第２インクリメント制御部を備える受信装置とを備えることを特徴とする電気錠システムであることを要旨とする。

本発明によれば、不正信号に有効期限を設け、安全性の高い電気錠システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電気錠システムの基本的な構成を説明する模式的なブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電気錠システムの動作の一例を説明するシーケンス図である。 従来の電気錠システムの動作の一例を説明するシーケンス図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法、及びこれらの装置を用いたシステムを例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の実施の形態に例示した装置や方法、及びこれらの装置を用いたシステムに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（電気錠システム）
本発明の実施の形態に係る電気錠システムは、図１に示すように、施解錠を要求する施解錠信号ｃを送信する送信装置１０と、施解錠信号ｃを受信し、施解錠信号ｃに応じて施解錠を行う受信装置２０とを備える。

送信装置１０は、施解錠信号送信部１１と、第１インクリメント用タイマー１２と、第１インクリメント制御部１３と、第１カウンタ１４と、図示を省略した入力部とを備える。

第１カウンタ１４には、第１カウンタ値Ｎが格納されている。施解錠信号送信部１１は、ユーザの施解錠操作である入力部からの入力に応じて、第１カウンタ１４から第１カウンタ値Ｎを読みだし、第１カウンタ値Ｎと、送信装置１０を識別する識別子（ＩＤ）Ａとを含み、暗号化された施解錠信号ｃを無線送信する。第１インクリメント用タイマー１２は、第１周期ｆを計時する。第１インクリメント制御部１３は、施解錠信号送信部１１が施解錠信号ｃを送信する毎、及び第１インクリメント用タイマー１２が計時する第１周期ｆ毎に、第１カウンタ１４に格納される第１カウンタ値Ｎをインクリメントする。

受信装置２０は、施解錠信号受信部２１、第２インクリメント用タイマー２２、第２インクリメント制御部２３と、第２カウンタ２４と、カウンタ値比較判定部２５と、施解錠制御部２６と、電気錠２７とを備える。

第２カウンタ２４には、第２カウンタ値Ｍが格納されている。施解錠信号受信部２１は、送信装置１０から送信され、第１カウンタ値Ｎと、送信装置１０を識別するＩＤとを含み、暗号化された施解錠信号ｃを受信する。第２インクリメント用タイマー２２は、第１周期ｆ以上の長さの第２周期ｇを計時する。

カウンタ値比較判定部２５は、施解錠信号受信部２１が施解錠信号ｃを受信すると、施解錠信号受信部２１が受信した施解錠信号ｃに含まれる第１カウンタ値Ｎと、第２カウンタ２４に格納される第２カウンタ値Ｍとを比較する。

施解錠信号ｃに含まれる識別子Ａが、予め受信装置２０に登録された識別子Ａと一致すると、カウンタ値比較判定部２５は、第２カウンタ値Ｍより第１カウンタ値Ｎの方が大きい（Ｎ＞Ｍ）か否か判定する。カウンタ値比較判定部２５がＮ＞Ｍと判定すると、受信装置２０が受信した施解錠信号ｃを正規信号と判定する。

カウンタ値比較判定部２５は、受信装置２０が受信した施解錠信号ｃを正規信号と判定すると、受信装置２０が受信した施解錠信号ｃに含まれる第１カウンタ値Ｎを第２インクリメント制御部２３に送信すると共に、施解錠制御部２６を制御する制御信号を施解錠制御部２６に送信する。

第２インクリメント制御部２３は、カウンタ値比較判定部２５から第１カウンタ値Ｎを受信すると、カウンタ値比較判定部２５から受信した第１カウンタ値Ｎを、第２カウンタ２４に第２カウンタ値Ｍとして更新する。第２インクリメント制御部２３は、第２インクリメント用タイマー２２が計時する第２周期ｇ毎に、第２カウンタ２４に格納される第２カウンタ値Ｍをインクリメントする。

施解錠制御部２６は、カウンタ値比較判定部２５から制御信号を受信すると、電気錠２７に、電気錠２７の施解錠を駆動する駆動信号を送信する。電気錠２７は、図示を省略した駆動機構を備える錠装置であり、施解錠制御部２６からの駆動信号に応じて錠装置の施解錠を行う。

なお、第１カウンタ１４として、例えば、４０ビットカウンタを用いた場合において、第１周期ｆ＝１秒毎にインクリメントされるとして、４０ビットカウンタを使い切るまで約３５０００年となる。

送信装置１０が電池駆動である場合は、例えば４０ビットの内、１２ビットを電池交換時にインクリメントされる電池用カウンタ、２８ビットを第１周期ｆ毎及び施解錠信号ｃの送信毎にインクリメントされるノーマルカウンタとして用いればよい。第１周期ｆ＝１秒毎にインクリメントされるとして、２８ビットのノーマルカウンタを使い切るまで約８．５年となる。この場合、通常電池は８．５年も持たないため（目標値３年）、実際には、電池交換毎に、電池用カウンタがインクリメントされ、２８ビットのノーマルカウンタは使い切る前にリセットされる。ノーマルカウンタの値がリセットされても、第１カウンタ値Ｎは、電池用カウンタ値＋ノーマルカウンタ値であり、インクリメントされ続けることが保証される。

電池用カウンタを１２ビットとすると、電池用カウンタを使い切るまでは、電池交換を３年に１回行った場合で約１２０００年、電池交換を１年に１回行った場合で約４０００年、電池交換を１日に１回行った場合で約１１年となる。このように、４０ビットカウンタは、実用的観点から、本発明の実施の形態に係る電気錠システムに用いるカウンタとして十分なビット数と考えられる。

（施解錠方法）
図２に示すシーケンス図を用いて、本発明の実施の形態に係る電気錠システムを用いた施解錠方法の一例を説明する。第１カウンタ値Ｎの初期値をｘ、第２カウンタ値Ｍの初期値をｘ−１とする。第１カウンタ値Ｎは、第１周期ｆ毎にインクリメントされる。第２カウンタ値Ｍは、第１周期ｆ以上の長さの第２周期ｇ毎にインクリメントされる。

先ず、送信装置１０は、施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｘ）を送信するが、図２に示すように、ここでは施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｘ）からｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）までのｐ回、施解錠信号ｃが受信装置２０まで到達せず、受信装置２０に受信されなかった場合を考える。

攻撃者は、例えば、送信装置１０が送信した施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）を盗聴、コピーして、施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）を不正信号として受信装置２０に送信する。

受信装置２０の施解錠信号受信部２１が、不正信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）を受信すると、カウンタ値比較判定部２５は、施解錠信号ｃに含まれる第１カウンタ値Ｎと、第２カウンタ２４に格納される第２カウンタ値Ｍとを比較、判定する。カウンタ値比較判定部２５が、Ｎ＞Ｍと判定すると、受信装置２０は、攻撃者から送信された施解錠信号に応じて、施解錠を許可してしまう。

しかし、受信装置２０の第２カウンタ値Ｍは、第２周期ｇ毎にインクリメントされるので、第２カウンタ値Ｍ＝ｐ＋ｘ−１となるまでカウントアップされた後は、不正信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）は、Ｎ＞Ｍと判定されない。よって、攻撃者が正規信号の施解錠信号ｃをコピーしてから不正信号を受信装置２０に送信するまでの間、不正信号が有効として正規信号と判定される有効期間ｓをなくす、又は低減させることができ、安全性を高めることができる。

一方、送信装置１０の第１カウンタ値Ｎは、第２周期ｇ以下の長さの第１周期ｆ毎にインクリメントされるので、一度正規信号と判定された後は常にＮ＞Ｍとなり、送信装置１０から送信される正規信号である施解錠信号ｃは常に許可される。

また、送信装置１０から送信される正規信号である施解錠信号ｃが、攻撃者によってコピーされた後に、受信装置２０が、送信装置１０から正規信号である施解錠信号ｃを受信すると、第２カウンタ値Ｍは第１カウンタ値Ｎに更新される。よって、不正信号に含まれる第１カウンタ値Ｎは、受信装置２０の第２カウンタ値Ｍより大きくならず、受信装置２０は、攻撃者からの不正信号を正規信号と判定することはない。

（ローリングコード方式との比較）
従来のローリングコード方式の場合、図３に示すように、送信装置１の第１カウンタ値Ｎは、施解錠信号ｃの送信毎にインクリメントされる。また、受信装置２の第２カウンタ値Ｍは、受信装置２が施解錠信号ｃを正規信号と判定した場合において、受信した正規信号に含まれる第１カウンタ値Ｎに更新される。

第１カウンタ値Ｎ及び第２カウンタ値Ｍの初期値をそれぞれ０とする。先ず、送信装置１は、正規信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝０）を受信装置２に送信し、第１カウンタ値Ｎ＝１にインクリメントする。受信装置２は、正規信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝０）を受信する。受信した施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝０）に含まれる第１カウンタ値Ｎ＝Ｍ＝０であるので、受信装置２は、施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝０）を正規信号と判定せず、第２カウンタ値Ｍもインクリメントされない。以降の正規信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ）は、常にＮ＞Ｍとなるので、受信装置２において正規信号と判定される。

図３に示すように、正規信号である施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝２）からｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋１）までのｐ回、施解錠信号ｃが受信装置２０まで到達せず、受信装置２０に受信されなかった場合を考える。例えば、攻撃者３は、送信装置１０が送信した施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）をコピーして、施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）を不正信号として受信装置２０に送信する。この場合、攻撃者３が不正信号を送信し、若しくは送信装置１が正規信号を送信し、受信装置２が受信するまでの間が、不正信号が正規信号と判定される有効期間ｓとなる。有効期間ｓにおいて、攻撃者３が送信する不正信号は、一度しか許可されないが、攻撃者３が不正信号を送信し、若しくは送信装置１が正規信号を送信し、受信装置２が受信するまでの間、有効期間ｓを延々と認めてしまう。

これに対して、本発明の実施の形態に係る電気錠システムでは、受信装置２０の第２カウンタ値Ｍが、第２周期ｇ毎にインクリメントされる。よって、第２カウンタ値Ｍが、攻撃者が保持している施解錠信号ｃ（Ａ，Ｎ＝ｐ＋ｘ−１）に含まれる第１カウンタ値Ｎ以上になると、攻撃者から送信された施解錠信号ｃはカウンタ値比較判定部２５において不正信号と判定される。

本発明の実施の形態に係る電気錠システムによれば、コピーされた信号に有効期限を設けることができ、電気錠の不正利用の確率を低減することができ、安全性を高めることができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

既に述べた実施の形態においては、第１及び第２周期毎のインクリメントとは別に、施錠及び解錠を制御する施解錠信号の送信時に第１及び第２カウンタ値をインクリメントする場合を説明したが、例示であり、施錠、解錠の何れかに限定してカウンタ値をそれぞれインクリメントするようにしても良い。

また、既に述べた実施の形態においては、送信装置から施解錠信号を無線送信する電気錠システムを説明したが、施解錠信号は有線送信されても良い。例えば、ネットワークに接続され、ＩＤ、パスワード等を含むログインシーケンスを送信する送信装置と、送信装置に対してログインの可否を判定する受信装置とを備えるシステムであっても良い。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０…送信装置
１１…施解錠信号送信部
１２…第１インクリメント用タイマー
１３…第１インクリメント制御部
１４…第１カウンタ
２０…受信装置
２１…施解錠信号受信部
２２…第２インクリメント用タイマー
２３…第２インクリメント制御部
２４…第２カウンタ
２５…カウンタ値比較判定部
２６…施解錠制御部
２７…電気錠

Claims (1)

1. 第１カウンタ値を格納する第１カウンタ、
   前記第１カウンタ値を含む施解錠信号を送信する送信部、
   前記送信部が前記施解錠信号を送信する毎、及び第１周期毎に、前記第１カウンタ値をインクリメントする第１インクリメント制御部を備える送信装置と、
   第２カウンタ値を格納する第２カウンタ、
   前記施解錠信号を受信する受信部、
   前記受信部により受信された前記施解錠信号に含まれる前記第１カウンタ値と、前記第２カウンタ値とを比較し、前記第２カウンタ値より前記第１カウンタ値の方が大きい場合において、前記第１カウンタ値を含む施解錠信号を正規信号と判定する比較判定部、
   前記第１周期以上の第２周期毎に、前記第２カウンタ値をインクリメントし、前記比較判定部が、前記施解錠信号を正規信号と判定した場合において、前記第２カウンタ値を前記第１カウンタ値に更新する第２インクリメント制御部を備える受信装置と
   を備えることを特徴とする電気錠システム。

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