JP2013234520A - 電子キー登録システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子キー登録システム14は、電子キー2として、例えばマスターキーや複数のサブキーを車両1に登録する際に使用するシステムである。キー登録には、電子キー(マスターキー)2を最初に車両1に登録する初回登録(工場登録)と、電子キー(サブキー)2を車両1に追加する補給登録(市場登録)とがある。初回登録は、車両1、電子キー2及び登録ツール15で完結するシード登録方式によってキー登録が可能である。また、補給登録は、ネットワークを介しセンター31を経由して必要情報を得るネットワーク方式によってキー登録が可能である。
【選択図】図3
Description
[電子キーシステム]
図1に示すように、車両1には、車両1からの通信を契機に電子キー2と双方向通信により通信して電子キー2の正当性を認証する電子キーシステム3が設けられている。電子キー2は、自身に登録されたID(電子キーID)を、無線によって車両1に送信可能なキーのことを言う。双方向通信の電子キーシステム3には、例えばキー操作フリーシステムやイモビライザーシステム等がある。なお、以降は、電子キーシステム3をキー操作フリーシステムとして説明する。また、車両1が通信対象に相当する。
図3に示すように、車両1に電子キー2を登録する際に使用する電子キー登録システム14が設けられている。電子キー登録システム14は、最初に登録する電子キー2aをマスターキーとして車両1(照合ECU4)に新規登録したり、別途登録する電子キー2bをサブキーとして車両1(照合ECU4)に補給登録したりする際に使用される。本例の場合、初回登録時(工場登録時)、専用の登録用コード(図4に示すSEEDコードCr)を用いた登録方式(以降、シード登録方式と記す)によりキー登録を行い、補給登録時(追加登録時)、ネットワークを用いた登録方式(以降、ネットワーク登録方式と記す)によりキー登録を行う。なお、電子キー2aが初期登録用電子キーに相当し、電子キー2bが追加登録用電子キーに相当し、SEEDコードCrが初期暗号鍵生成コードに相当する。
図4に示すように、電子キー登録システム14は、シート登録方式の場合、初回登録する電子キーの暗号鍵K(K1)を、暗号鍵K1そのものではなく、SEEDコードCrを電子キー2aから車両1に送り渡し、車両1においてSEEDコードCrにより暗号鍵K1を生成して車両1に登録する。このように、初回登録時は、暗号鍵K1を直に送らずにSEEDコードCrを用いて鍵登録することにより、暗号鍵K1の盗難に対するセキュリティを確保する。電子キー2aから車両1にSEEDコードCrが送信された後、電子キー2aからSEEDコードCrは削除される。
図5に示すように、電子キー登録システム14は、ネットワーク登録方式の場合、ネットワーク通信網を介して無線通信可能なセンター31と、電子キー2や照合ECU4の製造工場等で管理された書き込み器32と利用することにより、車両1、電子キー2b、登録ツール15、センター31及び書き込み器32の五者を協同させて、車両1に電子キー2bを登録する。即ち、ネットワーク登録方式は、補給登録する電子キー2bの暗号鍵K(K2)を、電子キー2bから直に車両1に登録するのではなく、ネットワークを利用してキー登録する方式である。
[初回登録方式によるキー登録]
まず、車両1に電子キー2aを始めて登録する初回登録の動作を、図4及び図13を用いて説明する。図4に示すように、初期製造時、照合ECU4においては、メモリ4aに車載器IDと鍵生成ロジックfとが保存される(初期制御装置製造ステップ)。初期製造時、照合ECU4のメモリ4aには、照合ECU4における電子キー2aの初回登録を許可する初期登録フラグYが立てられる。これにより、照合ECU4は、電子キー2aの初回登録動作が可能な状態になる。
ステップ104において、キー側登録動作実行部16は、車載器IDの書き込みをロックする。即ち、キー側登録動作実行部16は、車載器IDの上書きを禁止し、車載器IDの書き換えを防止する。
ステップ111において、暗号鍵登録部29は、SEEDコードの削除が完了すると、初期登録フラグYを下げるとともに、照合ECU4における鍵生成ロジックfの使用を禁止する。これにより、照合ECU4において、電子キー2aの初回登録動作を、以降実施することができなくなる。
ステップ113において、初回キーID登録部30は、電子キー2aから受信した電子キーIDを、対応する暗号鍵K1と関連付けてメモリ4aに保存する。これにより、車両1と電子キー2aには、互いに関連付いた電子キーID、車載器ID及び暗号鍵K1が登録される。なお、ステップ100〜113がキー初期登録ステップに相当する。
続いて、車両1に電子キー2bを追加する補給登録の動作を、図14〜図17を用いて説明する。まずは前提として、照合ECU4の製造ラインにおいて、書き込み器32から車載器センター鍵33を照合ECU4に注入することにより、照合ECU4に車載器センター鍵33が書き込んでおく(追加登録用制御装置製造ステップ)。また、同様に、電子キー2bの製造ラインにおいて、書き込み器32から電子キーセンター鍵34を電子キー2bのキー制御部10に注入することにより、電子キー2bに電子キーセンター鍵34が書き込んでおく(追加登録用電子キー製造ステップ)。以上により、照合ECU4には車載器センター鍵33が登録されるとともに、電子キー2bのキー制御部10には電子キーセンター鍵34が登録された状態となる。
ステップ203において、ツール側認証部72は、車両1から車載器IDを取得すると、これをメモリ17aに一旦保持するとともに、センター31に電子キー2bの補給登録を開始させる登録要求と、メモリ17aに登録された登録ツールIDと、登録ツール15の起動時に入力したサービスマンID(パスワード含む)とを、無線通信によりセンター31に送信する。
ステップ209において、センター側認証処理部45は、ハッシュ関数によりツールセンターテンポラリ鍵(以下、ツールセンターtemp鍵74と記す)を作成する。ツールセンターtemp鍵74は、登録ツール15に送った第1チャレンジと、登録ツール15から受け付けた第1レスポンスと、センター31のメモリ31aに登録されたツールセンター鍵39とを、ハッシュ関数に入力することにより求まるハッシュ値により構築されている。ツールセンターtemp鍵74は、暗号鍵K2の間違った登録を防止するために機能する鍵である。
ステップ212において、車両側登録動作前認証部58は、登録ツール15から補給登録モード移行要求を入力すると、照合ECU4に登録された車載器IDを登録ツール15に出力する。このとき、車両側登録動作前認証部58は、車載器センター鍵33によるチャレンジレスポンス認証も開始し、車載器IDとともに第2チャレンジも登録ツール15に出力する。ツール側認証部72は、車両1から車載器ID及び第2チャレンジを入力すると、これらをセンター31に無線送信する。
ステップ217において、車両側認証処理部59は、ハッシュ関数によって車載器センターテンポラリ鍵(以下、車載器センターtemp鍵75と記す)を作成する。車載器センターtemp鍵75は、センター31に送った第2チャレンジと、センター31から受け付けた第2レスポンスと、照合ECU4のメモリ4aに登録された車載器センター鍵33とを、ハッシュ関数に入力することにより求まるハッシュ値により構築されている。車載器センターtemp鍵75も、登録の際に毎回異なる値で作成され、登録時の1度のみ使用が有効な鍵となっている。車載器センターtemp鍵75は、暗号鍵K2の間違った登録を防止するために機能する鍵である。
ステップ225において、キー側認証処理部66は、電子キーID取得要求を受信部11で受信すると、電子キー2bに登録された電子キーIDを読み込む。
ステップ227において、車両側認証処理部59は、電子キー2bから受信した電子キーIDを、有線通信を介して登録ツール15に転送する。
ステップ230において、センター側認証処理部45は、登録ツール15から受信した暗号文データ76及びMACデータ77を使用して、MAC検証及び異常ID検証を実行する。センター側認証処理部45は、センター31で生成したツールセンターtemp鍵74でMACデータ77を正しく復号できるか否かを確認することにより、MAC検証の成立可否を判定し、MAC検証が成立すれば、暗号文データ76を正しく取得する。そして、センター側登録動作実行部44は、この暗号文データ76をツールセンター鍵39で復号して、車載器ID、電子キーID及び第1チャレンジを取得する。
ステップ243において、センター側認証処理部45は、暗号文データ80を用いて、車載器ID及び電子キーID検証を実行する。このとき、センター側認証処理部45は、車両1から暗号文データ80を受信すると、センター31で作成した車載器センターtemp鍵75で暗号文データ80を復号する。そして、センター側認証処理部45は、暗号文データ80に含まれていた車載器ID及び電子キーIDを異常IDデータベース51に照らし合わせ、これらが異常IDでないか否かを判定する。センター側認証処理部45は、車載器ID及び電子キーID検証が両方とも成立することを確認すると、次ステップに移行し、車載器ID及び電子キーID検証の少なくとも一方が成立しないことを確認すると、処理を終了する。
(1)初回登録時(工場登録時)はシード登録方式でキー登録を行い、補給登録時(市場登録時)にはネットワーク登録方式でキー登録を行う。このように、本例の初回登録はネットワーク通信を経由した登録方式ではないので、仮にネットワーク通信が不安定な状況に陥っても、キー登録には影響を及ぼさない。よって、初回登録時のキー登録の確実性を確保することができる。また、車両製造工程(車両製造ライン)が途中で止まってしまうことがない。一方、補給登録はネットワーク通信を介しセンターを経由して行う登録方式であるので、高いセキュリティ性を確保してキー登録を行うことができる。
(3)初回登録時は、キー登録に際して登録ツール15が必要となるので、暗号鍵K1をセキュリティ性よく車両1及び電子キー2aを登録することができる。また、補給登録時は、キー登録の実施に際して登録ツール15が必要となるので、暗号鍵K2をセキュリティ性よく車両1及び電子キー2bに登録することができる。
(5)車載器登録コードCcrは、登録時の1度のみ有効な車載器センターtemp鍵75により暗号化された情報を含んでいる。このため、車載器登録コードCcrは登録の度に毎回値が変わるものとなるので、車載器登録コードCcrを解析し難くすることができ、ひいては暗号鍵K2の耐盗難性も高くすることができる。なお、これは、ツールセンターtemp鍵74でも同様に言える。
(8)補給登録時、暗号鍵K2の登録に際しては、取得IDに異常IDに含まれるかどうかを見る異常ID検証が課される。よって、車両1や電子キー2bのIDが異常ID、即ち盗難車両のIDや他車両に登録済みのIDの場合には、暗号鍵K2の登録が不可とされるので、暗号鍵K2の不正登録を一層生じ難くすることができる。
(10)補給登録時、暗号鍵K2の登録の際、登録ツールIDとサービスマンIDとの組み合わせを確認し、この組み合わせに異常がないことを条件に、暗号鍵K2の登録が許可される。このため、これらIDの組み合わせが不適当な際には、暗号鍵K2の登録が許可されないので、暗号鍵K2の不正登録を一層生じ難くすることができる。
・図18に示すように、補給登録は、電子キー2bに暗号鍵K2を予め書き込んでおき、センター31からは車載器登録コードCcrを車両1にのみ送信して、キー登録を行う方式としてもよい。この場合、暗号鍵K2の登録作業を簡素化することができる。
・初回登録時の暗号鍵K1の生成は、鍵生成ロジックfを使用する方式に限定されず、他の方式に適宜採用可能である。例えば、暗号鍵K1からSEEDコードCrを鍵生成ロジックfの逆関数で生成するようにしてもよい。また、暗号鍵生成ロジックは、実施例に述べたfに限らず、他の関数やフォーマットを使用可能である。
・1つの電子キー2に複数の車両1(車両1のIDコード)が登録可能であってもよい。この場合、電子キー2には、暗号鍵Kが1つ若しくは複数書き込まれ(1つの暗号鍵を複数の車両1で共用することも可)、電子キー2に書き込まれた暗号鍵Kの1つを別の車両1の暗号鍵Kとして使用するとき、未使用の暗号鍵Kを、センター31から暗号化して車両1に出力し、これを車両1において復号することで、車両1に登録する。この場合、1つの電子キー2を複数の車両1の共用キーとして使用することが可能となるので、利便性をよくすることができる。
・車両送信機8の送信エリアは、キー登録の際、認証時よりもエリアが小さくなるように強度が調整されてもよい。
・登録ツール15とセンター31との通信は、車両1のG-Book通信装置56を介したものとしてもよい。また、車両1と登録ツール15との通信は、有線に限定されず、無線としてもよい。
・電子キー登録システム14が補給登録時において登録モードに入るときに実行する認証は、必ずしもチャレンジレスポンス認証の成立に限定されず、他の認証方式を採用してもよい。
・ステップ235やステップ243で実行する認証は、必ずしもMAC検証に限らず、他の認証を採用してもよい。
・車両1とセンター31との通信は、G-Book通信装置56を使用した形式に限定されず、これ以外の通信形式を採用してもよい。
・制限鍵は、必ずしもツールセンターtemp鍵74や車載器センターtemp鍵75であることに限定されず、要は1度の登録時のみ有効な鍵であれば、その種類は特に問わない。
・作業者に関連するIDは、必ずしも個々のサービスマンに割り当てられるサービスマンIDに限らず、作業者が区別できる情報であればよい。
・実施形態中の命令や指令は、情報の一種である。
・電子キーシステム3は、種々の通信形式、周波数、構成を適宜採用可能である。
・電子キー登録システム14は、登録ツール15や書き込み器32を使用したシステムであることに限定されず、これらの機能を車両1や電子キー2に搭載することにより、登録ツール15や書き込み器32を省略してもよい。
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。
Claims (5)
- 初期登録用電子キー又は追加登録用電子キーと通信対象との認証が成立したことを条件に当該通信対象の制御が可能となる電子キーシステムに用いる前記の2つの電子キーを前記通信対象の制御装置に登録可能な電子キー登録システムにおいて、
前記初期登録用電子キー毎に異なる値を持ち、前記認証に用いる初期暗号鍵を生成する際に使用する初期暗号鍵生成コードと、当該初期暗号鍵生成コードを初期暗号鍵生成ロジックに通して生成した初期暗号鍵とを、前記初期登録用電子キーに保存する初期登録用電子キー製造ステップと、
前記通信対象毎に異なる固有の識別情報と前記初期暗号鍵生成ロジックとを、前記制御装置に保存する初期制御装置製造ステップと、
前記初期登録用電子キーから前記初期暗号鍵生成コードを取得し、前記制御装置の暗号鍵生成ロジックによって前記初期暗号鍵生成コードから初期暗号鍵を生成し、これを前記制御装置に登録するキー初期登録ステップと、
前記認証に用いる追加暗号鍵がセンターに用意され、当該追加暗号鍵を前記センターから前記追加登録用電子キー及び前記制御装置の少なくとも一方へネットワークを介して配信するキー追加登録ステップと
を備えたことを特徴とする電子キー登録システム。 - 前記センターと前記制御装置との間で予め対応付けられた制御装置専用鍵を前記制御装置に予め保存する追加登録用制御装置製造ステップを備え、
前記キー追加登録ステップは、前記追加暗号鍵を前記センターにおいて該センターの制御装置専用鍵で暗号化し、その追加制御装置暗号化コードを前記制御装置へネットワークを介して配信し、当該追加制御装置暗号化コードを前記制御装置において前記制御装置専用鍵によって復号することにより、前記追加暗号鍵を前記制御装置に保存する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子キー登録システム。 - 前記センターと前記追加登録用電子キーとの間で予め対応付けられた追加登録用電子キー専用鍵を前記追加登録用電子キーに予め保存する追加登録用電子キー製造ステップを備え、
前記キー追加登録ステップは、前記追加暗号鍵を前記センターにおいて該センターの追加登録用電子キー専用鍵で暗号化し、その追加電子キー暗号化コードを前記追加登録用電子キーへネットワークを介して配信し、当該追加電子キー暗号化コードを前記追加登録用電子キーにおいて前記追加登録用電子キー専用鍵によって復号することにより、前記追加暗号鍵を前記追加登録用電子キーに保存する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子キー登録システム。 - 前記追加登録用電子キーの製造時において前記追加暗号鍵を前記追加登録用電子キーに予め保存する追加登録用電子キー製造ステップを備えた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子キー登録システム。 - 前記制御装置の製造時において前記追加暗号鍵を前記制御装置に予め保存する追加登録用制御装置製造ステップを備えた
ことを特徴とする請求項1又は3に記載の電子キー登録システム。
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