JP2014150425A - Control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御システムに関する。 The present invention relates to a control system.
車両のスマートキーシステム(登録商標)が普及している。現状のスマートキーシステムにおいては、例えば周期的に、あるいはユーザがドアハンドル接触やエンジンスタートスイッチの押下といった操作を行うと、電子キーに対してID(識別信号)の返信を要求するLF帯域の信号(以下、LF信号)が送信される。そして、電子キーから送信されたIDが車両側で記憶されたマスターIDと照合がとれたら、ドア開錠やエンジン始動等が許可される。 A smart key system (registered trademark) of a vehicle is widespread. In the current smart key system, for example, a signal in the LF band that requests an electronic key to return an ID (identification signal) periodically or when a user performs an operation such as a door handle contact or an engine start switch depression. (Hereinafter referred to as LF signal) is transmitted. When the ID transmitted from the electronic key is compared with the master ID stored on the vehicle side, door unlocking, engine starting, etc. are permitted.
例えば下記特許文献1には、スマートキーシステムにおいて、乗員に運転継続の意思があるか否かを判定する手段を装備して、携帯機が車両から離間し、携帯機の不所持者に運転継続の意思がある場合には内燃機関の再始動を許可し、車両の盗難をより確実に防止するシステムが開示されている。 For example, in Patent Document 1 below, in the smart key system, a means for determining whether or not the occupant intends to continue driving is equipped, and the portable device is separated from the vehicle, and driving continues for those who do not have the portable device. A system is disclosed that permits the restart of the internal combustion engine when there is an intention to prevent theft of the vehicle more reliably.
スマートキーシステムにはリレーアタックと呼ばれる盗難の手法が知られている。その例が図5に示されている。この手法では、車両から所有者が離れている状況において、車両と所有者との間に犯罪者A、Bが位置する。所有者は車両の正規の電子キーを携帯しているとする。犯罪者A、Bは電波中継器を所持している。 A theft technique called relay attack is known for smart key systems. An example is shown in FIG. In this method, criminals A and B are located between the vehicle and the owner in a situation where the owner is away from the vehicle. Assume that the owner carries the vehicle's authorized electronic key. Criminals A and B have radio wave repeaters.
この状態で、まず車両から発信されたLF信号を犯罪者A、Bが中継して所有者の場所まで伝達する。通常LF信号の到達範囲は車両周辺に限定されているが、犯罪者A、Bの中継により所有者の所までLF信号を届かせることができる。車両の所有者が携帯する電子キーは、LF信号を受信したら、自身が記憶している電子キー固有のIDコードを無線信号(RF信号)として返信する。 In this state, first, criminals A and B relay the LF signal transmitted from the vehicle and transmit it to the owner's place. Usually, the reach range of the LF signal is limited to the vicinity of the vehicle, but the LF signal can reach the owner by relaying the criminals A and B. When the electronic key carried by the owner of the vehicle receives the LF signal, the electronic key unique ID stored in the electronic key is returned as a radio signal (RF signal).
返信されたRF信号が車両まで到達したら、車両は受信したRF信号とマスターIDとの間で照合処理を実行する。RF信号は所有者の持つ電子キーから送信された信号なので、当然照合は成功となる。これにより車両はドアの開錠許可状態となる。こうして犯罪者は車両に侵入することが可能となる。 When the returned RF signal reaches the vehicle, the vehicle executes a verification process between the received RF signal and the master ID. Since the RF signal is a signal transmitted from the electronic key owned by the owner, the verification is naturally successful. As a result, the vehicle is allowed to unlock the door. Thus, the criminal can invade the vehicle.
さらに、犯罪者Aが車両に搭乗した後に、同様の手順を繰り返すと、車室内照合が成功して、車両のエンジン始動が許可される。こうして犯罪者が車両を走行させることが可能となる。以上がリレーアタックの例である(なお犯罪者Cが介在するパターンもあるが後述する)。こうしたリレーアタックに対する効果的な対策が必要である。 Further, when the same procedure is repeated after the criminal A gets on the vehicle, the vehicle interior verification is successful and the engine start of the vehicle is permitted. Thus, the criminal can drive the vehicle. The above is an example of the relay attack (note that there is a pattern in which the criminal C intervenes, which will be described later). Effective measures against such relay attacks are necessary.
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記に鑑み、リレーアタックによる被害を防止することができる制御システムを提供することにある。 Therefore, in view of the above, the problem to be solved by the present invention is to provide a control system capable of preventing damage caused by a relay attack.
上記課題を達成するために、本発明に係る制御システムは、使用者が携帯する携帯機の位置情報を取得する第1取得手段(S110)と、携帯機を識別するための情報である識別情報の送信を前記携帯機に対して要求するために車両から送信される信号である要求信号を前記携帯機が受信した場合に、前記識別情報と前記第1取得手段が取得した位置情報とを含む信号である送信信号を前記携帯機から送信する送信手段(S120)と、前記車両の位置情報を取得する第2取得手段(S30)と、前記車両に備えられて、前記送信手段から送信された前記送信信号を受信し、受信した送信信号に含まれる前記位置情報が示す前記携帯機の位置が前記第2取得手段により取得された前記車両の位置を含む所定領域内に入っており、かつ受信した送信信号に含まれる前記識別情報が前記車両に関連付けられた携帯機の識別情報である場合に、前記車両における所定の動作を許可する許可手段(S80)と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、携帯機の識別信号の照合のみでなく、携帯機が車両を含む所定領域内にあることも判別する。したがって所定領域(例えば車両の近く)にキーが存在しない場合には車両における所定動作は許可されないので、リレーアタックによる被害が効果的に防止できる。 In order to achieve the above object, a control system according to the present invention includes first acquisition means (S110) for acquiring position information of a portable device carried by a user, and identification information that is information for identifying the portable device. Including the identification information and the position information acquired by the first acquisition means when the portable device receives a request signal that is a signal transmitted from a vehicle to request the portable device to transmit A transmission means (S120) for transmitting a transmission signal, which is a signal, from the portable device, a second acquisition means (S30) for acquiring position information of the vehicle, and provided in the vehicle and transmitted from the transmission means. Receiving the transmission signal, the position of the portable device indicated by the position information included in the received transmission signal is within a predetermined area including the position of the vehicle acquired by the second acquisition means, and received did If the identification information included in the signal signal is identification information of the portable device associated with the vehicle, characterized by comprising a, a permission means for permitting a predetermined operation (S80) in the vehicle. According to this invention, it is determined not only that the identification signal of the portable device is collated, but also that the portable device is within a predetermined area including the vehicle. Therefore, when there is no key in a predetermined area (for example, close to the vehicle), the predetermined operation in the vehicle is not permitted, so that damage due to the relay attack can be effectively prevented.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図1は、本発明に係る車両の制御システム1の装置構成の概略図である。図1に示されたシステム1は、車両2に備えられた照合制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)4、及びユーザが携帯可能な電子キー3(スマートキー、キー、携帯機)を備える。車両2は例えば自動車とすればよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus configuration of a vehicle control system 1 according to the present invention. A system 1 shown in FIG. 1 includes a collation control unit (ECU: Electronic Control Unit) 4 provided in a
照合ECU4はLF送信部40、RF受信部41を備える。LF送信部40は、例えば車両2のドアハンドルの部位や車室内に複数装備されて、LF(長波)帯域の信号(LF信号)を送信する。送信されるLF信号は、電子キーに対してIDの返信を要求する信号である。LF信号の形態としては例えば、周期的に送信されるポーリング信号や、ユーザによるドアハンドル接触やエンジンスタートスイッチ操作などに応じて送信されるリクエスト信号がある。RF受信部41は、例えば車室内に装備されて、車外や車室内から送信されたRF信号を受信する。
The
照合ECU4は通常のコンピュータの構造を有するとし、各種演算や情報処理を司るCPU、CPUの作業領域としての一時記憶部であるRAM、各種情報を記憶するための不揮発性のメモリ42を備える。メモリ42には、マスターID43が記憶されているとする。
The
車両2のドア5には、ロック機構50、タッチセンサ51が装備されている。ロック機構50により、ドアが施錠あるいは開錠される。タッチセンサ51は、車両2のアウタ側ドアハンドルに装備されて、ユーザがドアハンドルを把持したことを検出するセンサである。
The
また車両2は、車室内にエンジンスタートスイッチ6を備える。エンジンスタートスイッチ6はスマートキーシステムにおけるエンジン(あるいは電気的モータなども含む駆動部)始動のためのスイッチであり、車室内照合が成功の状態でユーザが操作するとエンジンが始動するスイッチである。また車両2はナビゲーションECU7(ナビECU)を備える。ナビECU7は、GPS受信部70によりGPS衛星から発信されるGPS信号を受信して、公知の算出方法により車両2の位置(緯度、経度)を算出する。以上の各部は車内通信(例えばCAN)により接続されて情報の受け渡しが可能となっている。
The
キー3はスマートキーシステムに関わる電子キーであり、ユーザが携帯可能で、LF受信部30、RF送信部31、制御部32、メモリ33、GPS部35を備える。メモリ33は不揮発性の記憶部であり、当該キー3に固有の識別信号34(IDコード、ID)が記憶されている。
The
LF受信部30は、上述のLF信号を受信する。RF送信部31は、LF信号の受信を受けて、当該キー3固有のIDコード34をRF信号として送信する。制御部32は、通常のコンピュータと同様の構造を有するとし、各種情報処理のためのCPUや、CPUの作業領域としての一時記憶部のRAMなどを備えるとする。GPS部35は、GPS信号を受信して、公知の算出方法によりキー3の位置(緯度、経度)を算出する。制御部32によってLF受信部30、RF送信部31、メモリ33、GPS部35などのキー3の装備が制御される。
The
図1の構成のもとでシステム1は、リレーアタックによる盗難を防止するための処理を含んだ、車両2におけるスマートキーシステムに関する処理を実行する。その処理手順の例が図2に示されている。図2(及び後述の図3)における照合ECU7側の処理手順は予めプログラム化して例えばメモリ42に記憶しておき、照合ECU4が呼び出して自動的に実行するとすればよい。また図2におけるキー3側の処理もプログラム化されてメモリ33に記憶しておき、制御部32が自動的に実行するとすればよい。なお図2における処理例では、右側の処理は車両2の正規のキー3による処理としている。
In the configuration of FIG. 1, the system 1 executes a process related to the smart key system in the
図2の処理では、まずS10で照合ECU4は、車両2に対するユーザ操作が検出されたか否かを判定する。ここでユーザ操作とは、例えばユーザが車両2のアウタ側ドアハンドルを把持することによりタッチセンサ51に接触すること、あるいはユーザがエンジンスタートスイッチ6を操作すること等である。ユーザ操作が検出された場合(S10:YES)はS20に進み、ユーザ操作が検出されていない場合(S10:NO)はS10を繰り返してユーザ操作を待つ。S20に進んだら照合ECU4は、LF信号をLF送信部40から送信する。その際、上記ユーザ操作がタッチセンサへの接触の場合は当該ドアのLF送信部から送信し、ユーザ操作がエンジンスタートスイッチ操作の場合は車室内のLF送信部から送信する、等とすればよい。
In the process of FIG. 2, the
キー3は、S20で送信されたLF信号をS100でLF受信部30により受信する。次にキー3はS110で、キー3のその時点での位置(緯度、経度)をGPS部35により算出する。そしてS120でキー3は、キー3固有のID34とS110で算出した位置情報との両方を含むRF信号をRF送信部31から送信する。
The
一方、照合ECU4はS30で、その時点での車両2の位置(緯度、経度)を車内通信を介してナビECU7から取得する。そして照合ECU4はS40でRF信号を受信したか否かを判定する。RF信号を受信した場合(S40:YES)はS50に進み、RF信号を受信していない場合(S40:NO)はS70に進む。
On the other hand, collation ECU4 acquires the position (latitude, longitude) of
S50に進んだら照合ECU4は、S40で受信が確認されたRF信号に含まれたキー3の位置情報から、キー3が適正な位置にあるか否かを判別する。ここで適正な位置とは例えば、車両2の十分近くの位置であり、リレーアタックが行われていないとみなせる位置とすればよい。したがって例えば車両2からLF信号が到達する範囲などとしてもよい。どのような範囲内を適正な位置とするかは予め定めておけばよい。例えば、車両2の位置を中心とする所定半径(例えばLF信号の到達距離)の円の内部を適正位置としてもよい。キー3がそのような適正位置にある場合(S50:YES)はS60に進み、適正位置にない場合(S50:NO)はS70に進む。
After proceeding to S50, the
S60に進んだら照合ECU4は、S30で受信が確認されたRF信号に含まれたID34とマスターID44との間で照合を行い、照合が成功したか否かを判定する。照合が成功した場合(S60:YES)はS80に進み、照合が不成功であった場合(S60:NO)はS70に進む。
After proceeding to S60, the
S70に進んだら照合ECU4は、経過時間が所定時間を超えたか否かを判定する。ここで経過時間とは例えばS20でLF信号を送信してからの経過時間とすればよい。経過時間が所定時間を超えている場合(S70:YES)は図2の処理を終了し、まだ所定時間を超えていない場合(S70:NO)は再びS40に戻ってRF信号の受信を待つ。
After proceeding to S70, the
S80に進んだら照合ECU4は、車両2における所定の動作を許可する。ここで所定の動作とは、S10でのユーザ操作がタッチセンサ51への接触の場合はドアの開錠動作とすればよく、S10でのユーザ操作がエンジンスタートスイッチ6の操作の場合はエンジンの始動とすればよい。以上が図2の処理手順例である。
After proceeding to S80, the
以上のとおり図2の処理では、スマートキーシステムにおいて、IDの識別のみでなく、車両2とキー3の位置情報を用いて、キー3が適正位置にない(例えば車両2から遠すぎる)場合は、ドア開錠やエンジン始動を許可しない。よってリレーアタックによる被害が効果的に防止できる。
As described above, in the process of FIG. 2, in the smart key system, not only the identification of the ID but also the position information of the
図2の処理手順は図3のように変形してもよい。図3の処理手順では図2に対してS45とS115とを付加している。図2と図3とで同符号の処理は、以下で説明がない限り同様の処理なので、重複する説明は省略する。 The processing procedure of FIG. 2 may be modified as shown in FIG. In the processing procedure of FIG. 3, S45 and S115 are added to FIG. The processes with the same reference numerals in FIGS. 2 and 3 are the same unless otherwise described, and thus the duplicate description is omitted.
S115でキー3の制御部32は、キー3固有のID34とS110で算出した位置情報を含むデータの全体を暗号化する。暗号鍵は予め定めておけばよい。そして図3のS120で制御部32は、S115で暗号化されたデータをRF信号としてRF送信部31から送信する。またS45で照合ECU4は、S40で受信が確認されたRF信号に対して、S115での暗号化と同じ暗号鍵で復号処理を行う。
In S115, the
このように図3の処理では図2の処理手順に暗号化の手順を組み込む。図3のように暗号化を組みこむことの利点は、例えば図5で犯罪者Cが介在する形態のリレーアタックにも対応できることである。この形態で犯罪者Cは、S120でキー3から送信されたRF信号を受信して、それに変更を加えて車両2へ送信する役割を担うものとする。具体的に犯罪者Cは、図2の処理によりRF信号内に含まれるキー3の位置情報を車両2近傍の位置情報に変更する。
Thus, in the process of FIG. 3, the encryption procedure is incorporated into the process procedure of FIG. The advantage of incorporating encryption as shown in FIG. 3 is that it can cope with a relay attack in which a criminal C intervenes in FIG. 5, for example. In this form, the criminal C is responsible for receiving the RF signal transmitted from the key 3 in S120, changing it, and transmitting it to the
このようなリレーアタックであっても、図3の処理手順を用いれば、RF信号が暗号化されるために犯罪者CがRF信号内の位置情報に変更を加えることができない。したがって、図3の処理手順ならばこのようなリレーアタックにも対処できて、高いセキュリティ性が実現される。 Even with such a relay attack, if the processing procedure of FIG. 3 is used, the criminal C cannot change the position information in the RF signal because the RF signal is encrypted. Therefore, the processing procedure of FIG. 3 can cope with such a relay attack and realize high security.
図1のシステム構成は図4のように変形してもよい。図4のシステム1’では、電子キー3に替わって携帯電話機8が用いられる。図1と図4で同符号の部位は同様、同機能の部位なので、重複する説明は省略する。なお携帯電話機8は、スマートフォンなどを含むとしてよい。
The system configuration of FIG. 1 may be modified as shown in FIG. In the system 1 ′ in FIG. 4, a
携帯電話機8は、CPU80、メモリ81、GPS部82、回線通信部83、近距離無線通信部84を備える。CPU80は携帯電話機8における情報処理全般を司る。メモリ81はCPU80における情報処理のための記憶部であり、揮発性の記憶部(RAM)や不揮発性の記憶部を含む。特にメモリ81は本発明での携帯電話機8側の処理手順をプログラム化したプログラム810を記憶する。GPS部82はGPS信号を受信して携帯電話機8の位置(緯度、経度)を算出する。回線通信部83は公衆電話回線網(携帯電話回線網を含む)を通じて、通話やデータ通信などの無線通信を行う。近距離無線通信部84は近距離無線通信の規格(例えばBluetooth(登録商標)やWi-fi(登録商標)など)のもとで近距離無線通信を行う。
The
図4における車両2は、図2の構成からLF送信部40、RF受信部41が省略されて、替わりに回線通信部44、近距離無線通信部45を備える。回線通信部44は公衆電話回線網(携帯電話回線網を含む)を通じて、通話やデータ通信などの無線通信を行う。近距離無線通信部45は近距離無線通信の規格のもとで近距離無線通信を行う。ただし近距離無線通信部84と近距離無線通信部45とは同じ規格に属し、相互に通信が可能である。
The
図4の構成のもとでも図2又は図3の処理を行えばよい。その際、S20、S40での送信、受信は回線通信部44(又は近距離無線通信部45)を用いて行い、S100、S120での受信、送信は回線通信部83(又は近距離無線通信部84)を用いて行えばよい。またS110での位置算出はGPS部82により行えばよい。そして図2、図3の携帯機側の処理手順は、携帯電話機8がCPU80がプログラム810を実行することにより処理すればよい。このような図4の構成ならば、既存の携帯電話機が備える通信機能やGPS機能を有効に活用、兼用することができるので、新たなシステム構成が低コスト化できる。
The processing of FIG. 2 or 3 may be performed even under the configuration of FIG. At that time, transmission and reception at S20 and S40 are performed using the line communication unit 44 (or near field communication unit 45), and reception and transmission at S100 and S120 are performed at the line communication unit 83 (or near field communication unit). 84). The position calculation in S110 may be performed by the
本発明の実施形態は特許請求の範囲に記載された主旨を逸脱しない範囲で適宜変更してよい。例えば上記の電子キー3や携帯電話機8は、これらに限定されず、例えば無線通信機能付きの(ノート型、タブレット型など)コンピュータのように、使用者により携帯可能なあらゆる無線通信装置を用いてもよい。また図2のS10でのユーザ操作やS80での所定動作は上記例に限定されず、ドアのアウタ側ハンドルに装備されたドアロックボタンの操作とドア施錠なども含んでよく、スマートキーによるあらゆる動作を含んでよい。
Embodiments of the present invention may be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the claims. For example, the
1 制御システム
2 車両
3 電子キー(携帯機)
4 照合ECU
1
4 verification ECU
Claims (5)
携帯機を識別するための情報である識別情報の送信を前記携帯機に対して要求するために車両(2)から送信される信号である要求信号を前記携帯機が受信した場合に、前記識別情報と前記第1取得手段が取得した位置情報とを含む信号である送信信号を前記携帯機から送信する送信手段(S120)と、
前記車両の位置情報を取得する第2取得手段(S30)と、
前記車両に備えられて、前記送信手段から送信された前記送信信号を受信し、受信した送信信号に含まれる前記位置情報が示す前記携帯機の位置が前記第2取得手段により取得された前記車両の位置を含む所定領域内に入っており、かつ受信した送信信号に含まれる前記識別情報が前記車両に関連付けられた携帯機の識別情報である場合に、前記車両における所定の動作を許可する許可手段(S80)と、
を備えたことを特徴とする制御システム。 First acquisition means (S110) for acquiring position information of the portable device (3, 8) carried by the user;
When the portable device receives a request signal that is a signal transmitted from the vehicle (2) to request the portable device to transmit identification information that is information for identifying the portable device, the identification is performed. Transmitting means (S120) for transmitting a transmission signal, which is a signal including information and position information acquired by the first acquisition means, from the portable device;
Second acquisition means (S30) for acquiring positional information of the vehicle;
The vehicle, which is provided in the vehicle, receives the transmission signal transmitted from the transmission unit, and the position of the portable device indicated by the position information included in the received transmission signal is acquired by the second acquisition unit Permission to permit a predetermined operation in the vehicle when the identification information included in the predetermined area including the position of the vehicle is the identification information of the portable device associated with the vehicle Means (S80);
A control system characterized by comprising:
前記許可手段は、受信した前記送信信号を復号する復号手段(S45)を備えた請求項1に記載の制御システム。 The transmission means includes an encryption means (S115) for encrypting the transmission signal with a predetermined encryption key before transmission,
The control system according to claim 1, wherein the permission unit includes a decoding unit (S45) for decoding the received transmission signal.
前記携帯機は、前記第1取得手段および前記送信手段として前記携帯機を機能させるプログラムを記憶する記憶部(81)を備えた請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御システム。 The portable device is a cellular phone (8);
The control system according to any one of claims 1 to 3, wherein the portable device includes a storage unit (81) that stores a program that causes the portable device to function as the first acquisition unit and the transmission unit.
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