JP2014066031A

JP2014066031A - 電気錠装置

Info

Publication number: JP2014066031A
Application number: JP2012210606A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Murata; 泰久村田; Toshitaka Sato; 寿隆佐藤; Hiroshi Okuno; 啓奥野
Original assignee: Shibutani Co Ltd
Current assignee: Shibutani Co Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】電気錠装置において、ペアリングの認証コードの解析を困難にする。
【解決手段】ペアリングした機器間で、認証コードを照合して信号を授受する電気錠装置において、２種類の認証コードＡとＢを使用する。コードＢは、解錠などのセキュリティの重要度の高い信号に使用する。コードＡは、解錠以外のセキュリティ重要度の低い信号に使用する。こうすることで、認証コードＢは、施錠を行うときにしか発信されない。そのため、認証コードは、盗み取ることが難しくなり、認証コードの解析を困難にすることができる。
【選択図】図６

Description

この発明は、ペアリングのセキュリティを向上させた電気錠装置に関するものである。

ペアリングを用いた電気錠装置として、特許文献１に記載のものがある。この電気錠装置は、電気錠と制御装置間のペアリングについて記載している。
ここで、制御装置は通信用配線で接続された電気錠へ施錠・解錠信号を出力するためのもので、認証コードを記憶するメモリを備えている。一方、電気錠はペアリングのための変換回路を備えており、変換回路は制御装置と接続認証するための認証コードを記憶するメモリを備えている。
そして、電気錠に設けたペアリングスイッチを押圧すると、変換回路が制御装置に対して接続認証を行う。
すなわち、変換回路は、認証コードを出力する旨の認証信号を制御装置に出力する。制御装置は、認証信号が入力すると、メモリから認証コードを読み出し、この認証コードを含めた応答信号を変換回路へ出力する。変換回路は、入力した応答信号から認証コードを読み出し、メモリに記憶する。こうした接続認証を行うことにより、電気錠と制御装置は、一対一で関連付けられ、両者間での通信が可能となる。

この両者間の通信では、例えば、制御装置が変換回路へ解錠信号を出力する場合は、制御装置がメモリから認証コードを読み出し、認証コードを含む解除信号を変換回路へ出力する。すると、変換回路は、入力した解錠信号に含まれる認証コードとメモリから読み出した認証コードとを照合し、一致した場合に解錠信号を受け付ける。
このように、一対一に関連付ける接続認証を行ってペアリングした機器間で、認証コードを照合して信号を授受する。

この結果、侵入者が制御装置と電気錠を接続する通信用配線に対して何らかの方法により、電圧を印加しても解錠することは困難であり、たとえ、通信用配線へ電圧に代えて解錠信号を入力しても認証コードを照合する必要があるため、解錠することは難しいというものである。

特開２００８−１８４７８０号公報

しかしながら、上記のものでは、機器間で同じ認証コードを使用しているため、信号中のパターンなどから認証コードが特定され易い。そのため、通信情報が盗まれた場合、容易に解析されてしまう恐れがある。このように、認証コードが容易に解析されると、入手した「認証コード＋解錠信号」を使って簡単に解錠されてしまう問題がある。
このとき、機器ごとに違った認証コードを使用すれば、認証コードを特定することが難しくなると考えられる。しかし、このように機器ごとに認証コードを変えたとしても、例えば、施・解錠を行う電気錠に対する通信に注目すれば、認証コードを特定できるため、解析される可能性がある。

そこで、この発明の課題は、認証コードの解析を困難にすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、ペアリングした機器間で、認証コードを照合して信号を授受する電気錠システムにおいて、複数の認証コードを信号のセキュリティの重要度に応じて使い分ける構成を採用したのである。

このような構成を採用することにより、認証コードを複数使用することで、例えば、解錠などのセキュリティの重要度の高い信号と、それ以外のセキュリティの重要度の低い信号（例えば、施錠や動作の結果表示など）で別の認証コードを用いる。こうすることで、セキュリティの重要度の高い信号の認証コードは、重要動作を行う状況でしか使用されないため使用頻度が少なくなり、出現する認証コードの割合は、セキュリティの重要度の低い信号の認証コードに比べて低くなる。その結果、前記認証コードを含む信号を盗み取ることが難しくなり、認証コードの特定が難しくなるため、解析を困難にすることができる。

このとき、上記認証コードを信号の授受に複数個使用するようにした構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、信号の授受に使用する認証コードの数が増えることで、認証コードの解析を困難にする。

この発明は、以上のように構成したことにより、認証コードの解析を困難にすることができる。

実施形態の電気錠装置の模式図電気錠回路のブロック図リーダーのブロック図操作電源盤のブロック図実施形態のペアリングの作用説明図実施形態のペアリングの作用説明図

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本形態の電気錠装置は、電気錠１と読み取り手段（以下、リーダー）２及び操作電源盤３と非接触ＩＣカードキー（以下、ＩＣカード）４及び携帯器５で構成されており、電気錠１とリーダー２及び操作電源盤３に、通信線６と電源線７を接続した構成になっている。

電気錠１は、図１のように、玄関ドア８に取り付けられたメイン電気錠１ａとサブ電気錠１ｂとからなり、前記電気錠１には、ここでは、ストライク錠を使用している。そのため、玄関ドア８には、内側と外側にドアハンドル９を取付け、空錠１０を備えてストライク錠を使用できるようにしている。
また、前記メイン電気錠１ａとサブ電気錠１ｂには、室内側にサムターンを設けて手操作により施錠と解錠ができるようにするとともに、室外側にシリンダ１１を設けて非常時に鍵を使えるようにしてある。

このメイン電気錠１ａには、図２に示すような制御回路が搭載されている。制御回路は、制御ＣＰＵ２１、モータ制御回路２２、通信回路２３、ＥＥＰＲＯＭ２４、ペアリングスイッチ２５で構成されている。
そして、制御回路は、通信回路２３を介してサブ電気錠１ｂ、リーダー２及び操作電源盤３と認証コードを用いて通信を行う。そのため、認証コードを記憶するメモリ手段を備えており、入力される制御信号に基づいてＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれた処理プログラムを実行し、モータ２６を駆動して施錠と解錠を制御する。
ペアリングスイッチ２５は、機器同士を一対一で関連付けるペアリングを開始するためのスイッチで、スイッチを押圧すると処理プログラムを実行し、認証コードを生成して出力する。
これ以外に、図示はしていないが、施錠・解錠用の電子ＩＤの登録・削除モードへの移行するためのモード切り換えスイッチ、メンテナンスポートおよび扉の開閉を検出する開閉センサが設けられている。

また、同様の制御回路（ペアリングスイッチ２５、モード切換スイッチ、メンテナンスポートを有しない）は、サブ電気錠１ｂにも設けられており、メイン電気錠１ａの制御回路によってコントロールされるようになっている。

リーダー２は、電子ＩＤの読取装置で、ドア８の表面に取り付けられた外部リーダー２ａとドア８の裏側に取り付けられた内部リーダー２ｂとからなり、両リーダー２ａ、２ｂのケースの前面には、施・解錠ボタン３０ａ、３０ｂが設けられている。
また、外部と内部のリーダー２ａ、２ｂは、図３に示すように、制御ＣＰＵ３１、ＩＣカード読み取り手段（以下、ＩＣカードリーダー/ライター）３２、携帯器用送受信回路３３、通信回路３４、報知手段３５、電源回路で構成されており、施・解錠ボタン３０ａ、３０ｂが制御ＣＰＵ２１に接続される構成になっている。
制御ＣＰＵ３１は、通信回路３４を介してサブ電気錠１ｂ、リーダー２及び操作電源盤３と認証コードを用いて通信を行って入力される制御信号に基づいて処理プログラムを実行する。そのため、認証コードを記憶するメモリ手段を備えている。
ＩＣカードリーダー/ライター３２は、アンテナとコントロールボードからなるカードキー用のもので、呼び出し電波を送信するアンテナに「翳」したＩＣカード４が返信する電波を受信して電子ＩＤを認証する。前記アンテナは、リーダーのケースに内蔵されている。
携帯器用送受信回路３３は、ＬＦ（長波）送信回路とＲＦ（高周波）受信回路で構成され、送信回路はＬＦ電波による呼び出し電波を送信する。一方、受信回路は携帯器５からのＲＦ電波で送信される電子ＩＤを受信する。
報知手段３５は、ブザー回路、ＬＥＤ点灯回路などで構成され、施・解錠ボタン３０ａ、３０ｂの作動状態や警告など表示を行う。
施・解錠ボタン３０ａ、３０ｂは、携帯器用送受信回路のＬＦ送信回路から呼び出し電波を発信させるためのスイッチで、施錠ボタン３０ａ、解錠ボタン３０ｂを押圧すると呼び出し電波が発信する。

操作電源盤３は、図４のように、電源部４０、スイッチ部４１、制御部４２、通信回路４３、表示器４４で構成されている。
電源部４０は、電気錠１とリーダー２へ電力を供給するためのものである。
スイッチ部４１は、解錠、施錠などの操作スイッチで構成されている。
制御部４２は、制御ＣＰＵ、認証コードを記憶するメモリ手段を備え、スイッチ部４１のスイッチ操作を読み込んで、その操作に対応する制御信号を電気錠１及びリーダー２へ出力する。
その際、制御部４２は、通信回路４３を介して電気錠１及びリーダー２と認証コードを用いて各機器の状態などを知らせる通信を行うようになっている。
そして、電気錠１及びリーダー２から送られる各機器の状態を示す例えば、接続の有無、接続の可否などの情報を表示器４４が表示する。

ＩＣカード４は、カードの縁に沿って螺旋状に形成されたアンテナとＩＣチップで構成された（電池を内蔵しない）もので、リーダー２からの呼び出し電波を受けると、呼び出し電波を電源に変換し、その電力でもって電子ＩＤを応答する。

携帯器５は、キー収納型で、制御ＣＰＵ、ＲＦ送信手段、ＬＦ受信手段及び施解錠ボタンで構成されており、ＬＦ受信手段は、リーダー２からのＬＦ電波による呼び出し電波を受信すると、ＲＦ送信手段がＲＦ電波で電子ＩＤを送信する。

この形態は、上記のように構成されており、次に、この形態の認証コードを用いたペアリングについて説明する。

この形態の電気錠装置は、ペアリングに２種類の認証コードを用いている。認証コードは、認証コードＡと認証コードＢとからなり、認証コードＡと認証コードＢは、桁数など同じフォーマットのものを使用する。ここでは、認証コードＡは、セキュリティの重要度の低い信号に用いるものとし、認証コードＢは、セキュリティの重要度の高い信号に用いるものとする。
なお、この形態では、２種類の認証コードＡ、Ｂを用いるものについて述べるが、認証コードの種類は２種類に限定されるものではなく、２種類以上の複数のコードを使用すれば、さらに、セキュリティを向上させることができる筈である。

以下、ペアリングの手順と方法について、１．ペアリング操作、２．施錠、３．解錠について、メイン電気錠１ａとサブ電気錠１ｂ及び外部リーダー２ａに着目して説明する。
いま、各機器は、図１のように、通信線６と電源線７で接続されている。
１．ペアリング操作
この操作は、認証コードＡ、Ｂを生成して登録するための操作で、以下のような手順で行われる。
すなわち、この形態では、メイン電気錠１ａを操作モードに切り替える。この切り替えは、メイン電気錠１ａのペアリングスイッチ２５を押圧する。すると、メイン電気錠１ａで認証コードＡ、Ｂ（Ａ、Ｂともランダム値）が生成され、認証コードＡとＢを通信線６に接続されている機器へ通知する。通知された機器（リーダー２ａ、２ｂ、サブ電気錠１ｂ、操作電源盤３）では、認証コードＡ、Ｂを自分のメモリ（不揮発性）に保存する。これで、ペアリングが完了したので、ペアリングスイッチ２５を押圧して操作モードを終了し、運用状態に切り替える。

２．施錠（外部リーダー２）
図５に示すように、外部リーダー２ａに施錠操作をする（例えば、携帯器５を所持してリーダー２ａの施錠ボタン３０ａを押圧する）と（図中処理２０１：以下「図中処理」省略）、外部リーダー２ａは、携帯器５の電子ＩＤを取得し（２０２）、登録されたＩＤと照合して認証する（２０３）。認証がＯＫの場合、外部リーダー２ａは、メイン電気錠１ａへ認証コードＡを付加して施錠要求信号を送る（２０４）。メイン電気錠１ａは、外部リーダー２ａからの施錠要求信号内の認証コードと、メモリに保持する認証コードＡ、Ｂを照合する（２０５）。そして、認証コードＡと一致すると、メイン電気錠１ａは施錠動作を行い、かつ、サブ電気錠１ｂへ認証コードＡを付与した施錠要求信号を送る（２０６）。サブ電気錠１ｂは、メイン電気錠１ａから施錠要求信号が通知されると、施錠要求信号内の認証コードとメモリ内に保持する認証コードＡ、Ｂを照合し（２０７）、一致すれば施錠要求信号を受け入れて施錠動作を行う（２０８）。そして、サブ電気錠１ｂは、施錠動作を行うと、認証コードＡを付加した動作結果を知らせる信号をメイン電気錠１ａへ送る（２０９）。また、メイン電気錠１ａは、外部リーダー２ａ、内部リーダー２ｂ、操作電源盤３へ認証コードＡを付加した施錠動作の完了を表示するための信号を送る（２１０）。
このように、施錠や施錠動作の結果の表示を要求するなどのセキュリティの重要度の低い信号に対して、認証コードＡを使用する。

３．解錠（外部リーダー）
図６に示すように、外部リーダー２ａに解錠操作をする（例えば、携帯器５を所持して外部リーダー２ａの解錠ボタン３０ｂを押圧する）と（３０１）、外部リーダー２ａは携帯器５の電子ＩＤを取得し（３０２）、取得した電子ＩＤと登録されたＩＤを照合して認証する（３０３）。認証がＯＫの場合、外部リーダー２ａは、メイン電気錠１ａへ認証コードＢを付加して解錠要求信号を送る（３０４）。メイン電気錠１ａは、外部リーダー２ａからの解錠要求信号内の認証コードＢとメモリに保持する認証コードＡ、Ｂを照合する（３０５）。そして、認証コードＢが一致すると、メイン電気錠１ａは解錠動作を行い、かつ、サブ電気錠１ｂへ認証コードＢを付与した解錠要求信号を送る（３０６）。サブ電気錠１ｂは、メイン電気錠１ａから解錠要求信号が通知されると、解錠要求信号内の認証コードＢとメモリに保持する認証コードＡ、Ｂを照合し（３０７）、一致すれば解錠要求信号を受け入れて解錠動作を行う（３０８）。サブ電気錠１ｂは、解錠動作を行うと、認証コードＡを付加した動作結果信号をメイン電気錠１ａへ送る（３０９）。メイン電気錠１ａは、外部リーダー２ａ、内部リーダー２ｂ、操作電源盤３へ認証コードＡを付与した解錠動作完了の表示を要求するための信号を送る（３１０）。
このように、解錠に関するセキュリティの重要度の高い信号には、認証コードＢを使用する。一方、動作結果表示などのセキュリティの重要度の低い信号には、認証コードＡを使用する。

すなわち、セキュリティの重要度に応じて認証コードＡとＢを使い分ける。すると、認証コードＡと認証コードＢの使用頻度は、例えば、上記の「施錠」と「解錠」では、認証コードＡが、図５の施錠処理（２０４）（２０６）（２０９）（２１０）と図６の解錠処理（３０９）で５回使用する。これに対して、認証コードＢは、図６の解錠処理（３０４）、（３０６）で２回使用するのみである。
このように、重要度の高い信号に使用した認証コードＢは、重要動作（施錠）しているときにしか発信されないので認証コードＡに比べて使用率（出現率）が低く、盗み取ることが困難である。よって、認証コードＢは解析され難い。

したがって、認証コードＡ、Ｂを信号の重要度に応じて使い分けることで、重要度の高い認証コードＢの使用頻度が小さくなり、解析され難くできるので、セキュリティを向上させることができる。

この実施例１は、さらに、認証コードを複数個用いてセキュリティを向上させるものについて述べる。
すなわち、この実施例１では、認証コードを重要度の高いコードＡ、Ｂ、Ｃ、・・・と、
重要度の低いコードａ、ｂ、ｃ・・・のように複数個準備する。
そして、下記のように、認証コードをＮ個直列に使用するのである。
Ａ＋Ｂ＋・・+解錠要求信号
ａ＋ｂ・・・＋施錠要求信号
この結果、認証コード自体の解析が複雑になるため、セキュリティをさらに向上できるというものである。

１電気錠
１ａメイン電気錠
１ｂサブ電気錠
２リーダー
２ａ外部リーダー
２ｂ内部リーダー
４ＩＣカード
５携帯器
Ａ認証コード
Ｂ認証コード

Claims

一対一に関連付ける接続認証を行ってペアリングした機器間で、認証コードを照合して信号を授受する電気錠装置において、
前記認証コードを複数準備して、その準備した認証コードを信号のセキュリティの重要度に応じて使い分けるようにした電気錠装置。
上記認証コードを信号の授受に複数個使用するようにした請求項１に記載の電気錠装置。