JP2015036257A - 車両盗難防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両盗難防止システムのチャレンジレスポンス認証処理において、容易に偽装することが困難な被認証機器を用いる。【解決手段】少なくとも、車両を制御する制御装置と、被認証機器と、認証装置とを備える車両盗難防止システムを用い、前記認証装置が、チャレンジレスポンス認証によって前記被認証機器を認証し前記制御装置へのアクセス権限を付与し、前記被認証機器が物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むレスポンス生成関数部を有し、前記レスポンス生成関数部が、前記認証装置の作成したチャレンジ信号に対してレスポンス信号を生成して前記認証装置に返信することでチャレンジレスポンス認証を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の盗難を防止する技術に関する。

従来、不正なエンジン始動やドア開等から車両を守り、盗難を防止する技術として、特許文献１で提案される技術等で、車両盗難防止車載装置が、電子キーをチャレンジレスポンス認証処理で認証することで、車両のドアの施錠を解除したりエンジンを起動させる技術が知られている。

すなわち、車両盗難防止車載装置が、通信の度にコードが設定される乱数データのチャレンジコードを電子キーに送信する。そして、電子キーは、車両盗難防止車載装置から受信したチャレンジコードを自身の暗号演算式Ｆ(ｘ)に通してレスポンス信号を生成し、このレスポンス信号を車両盗難防止車載装置に返信する。

そして、車両盗難防止車載装置は、電子キーから受信したレスポンス信号を、車両盗難防止車載装置が演算して得た期待レスポンスコードと照合する。すなわち、車両盗難防止車載装置は、先に電子キーに送信したチャレンジコードを、暗号演算式Ｆ(ｘ)に代入して演算することで、期待レスポンスコードを得る。その期待レスポンスコードと電子キーから受信したレスポンス信号を照合することで、車両盗難防止車載装置電子キーを認証していた。

すなわち、通常のチャレンジレスポンス認証処理では、車両盗難防止車載装置と電子キーとが同じ暗号演算式を共有しておく必要があった。

特開２００９−０３２０７０号広報

しかし、従来の、電子キーをチャレンジレスポンス認証処理で認証する処理では、車両盗難防止車載装置と電子キーとが共有する暗号演算式が第三者に不正に取得され、その第三者が正当な電子キーに偽装して車両盗難防止車載装置とチャレンジレスポンス認証を行って車両のエンジンを起動させることができてしまう問題があった。

そこで、本発明は、車両盗難防止システムのチャレンジレスポンス認証処理において、レスポンス信号を生成する関数部を容易に複製することが難しい技術で提供することによって、車両の盗難を防止する車両盗難防止システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも、車両を制御する制御装置と、被認証機器と、認証装置とを備える車両盗難防止システムであって、前記認証装置が、チャレンジレスポンス認証によって前記被認証機器を認証し前記制御装置へのアクセス権限を付与し、前記被認証機器が物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むレスポンス生成関数部を有し、前記レスポンス生成関数部が、前記認証装置の作成したチャレンジ信号に対してレスポンス信号を生成して前記認証装置に返信することでチャレンジレスポンス認証を行うことを特徴とする車両盗難防止システムである。

本発明は、認証装置が、物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むレスポンス生成関数部を含む被認証機器をチャレンジレスポンス認証によって認証するので、その被認証機器のレスポンス応答を模倣するのが困難な、セキュリティの高い車両盗難防止システムが得られる効果がある。

また、本発明は、上記の車両盗難防止システムであって、前記被認証機器を認証する前記認証装置がサーバー手段であり、通信手段によって前記車両と通信することを特徴とする車両盗難防止システムである。

また、本発明は、上記の車両盗難防止システムであって、前記被認証機器が電子キーであることを特徴とする車両盗難防止システムである。

また、本発明は、上記の車両盗難防止システムであって前記被認証機器がメンテナンス端末であることを特徴とする車両盗難防止システムである。

本発明は、認証装置が、物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むレスポンス生成関数部を含む被認証機器をチャレンジレスポンス認証によって認証するので、その被認証機器のレスポンス応答を模倣するのが困難であり、セキュリティの高い車両盗難防止システムが得られる効果がある。

本発明の第１の実施形態における電子キーと車両盗難防止車載装置と鍵登録サーバとメンテナンス端末を使用した車両盗難防止システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態における電子キーと車両盗難防止車載装置のブロック構成図である。 本発明の第１の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順を示すフロー図である（その１）。 本発明の第１の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順を示すフロー図である（その２）。 本発明の第２の実施形態における電子キーと車両盗難防止車載装置と鍵登録サーバを使用した車両盗難防止システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態における車両盗難防止車載装置と鍵登録サーバのブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順を示すフロー図である（その１）。 本発明の第２の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順を示すフロー図である（その２）。 本発明の第２の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順を示すフロー図である（その３）。

本発明では、車両の使用者や整備者が保有する電子キー１やメンテナンス端末４０が、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｎｃｌｏａｎａｂｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ技術（物理的複製困難関数技術：以後ＰＵＦ技術と呼ぶ）を利用した電子回路を有しており、前期電子回路がチャレンジレスポンス認証におけるレスポンス信号を生成する。

ＰＵＦ技術とは、同じマスクで製造されたチップであっても、製造条件などによりチップ毎に存在する物理特性の微細なばらつき特徴量を信号として取り出せる電子回路を有す
るものであり、前期電子回路の信号入力に対する応答がチップ固有であることを利用する技術である。本PUF技術によって、固有情報を生成し、個体識別に利用する技術である。以下、図面を参照して、本発明の実施形態の説明を行う。

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態の車両盗難防止システムの構成を示す。この車両盗難防止システムは、ＰＵＦ技術を用いた電子キー１を用いる。そして、その電子キー１の、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を登録して記憶する鍵登録サーバ２０を備える。車両側には、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を記憶した車両盗難防止車載装置１０を備える。また、通信ネットワーク３０を介して鍵登録サーバ２０と通信するメンテナンス端末４０を備える。

（被認証機器）
電子キー１やメンテナンス端末４０等の被認証機器は、認証装置からのチャレンジ信号に対してレスポンス信号を応答して、認証装置に認証される。その被認証機器には、以下で説明するＰＵＦ技術を用いたレスポンス生成部６を備える。

以下では、被認証機器が電子キー１である場合を例にして説明する。被認証機器の１つである電子キー１は、車両の車両盗難防止車載装置１０と無線通信して、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジコードに対して応答するレスポンス信号を送信する。

それにより、電子キー１を認証装置の１つである車両盗難防止車載装置１０に認証させて、車両のドアロックを解除させ、更に、車両盗難防止車載装置１０から受信した車両のエンジン起動用のチャレンジ信号に応答するレスポンス信号を送信することで車両盗難防止車載装置１０に車両のエンジンを起動させる。

車両の使用者（運転者）の保有する電子キー１にはＰＵＦ技術を利用したチャレンジレスポンス認証を行う電子キー１を用いる。図２（ａ）に、電子キー１内部のトランスポンダのブロック図を示す。電子キー１のトランスポンダは、車両盗難防止車載装置１０のイモビライザ通信部１１のアンテナからの磁界からの電力をキーアンテナ２で受信し、その電気信号を信号入出力回路３に送る。

電荷変換部４は、信号入出力回路３が受け取った電気信号の電力をコンデンサの電荷の形で蓄積して電子キー制御部５と記憶回路５ｂと複数のＰＵＦ回路６ａと周辺回路で構成するレスポンス生成関数部６の電源にする。

電子キー制御部５は、電子キーの動作を制御する回路であり、記憶回路５ｂは、ＥＥＰＲＯＭ及びＲＡＭ等から成り、ユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃを記憶し、また、電子キー制御部５の動作プログラムを記憶する。レスポンス生成関数部６は、個々の電子キー１の半導体回路の複数のＰＵＦ回路６ａと周辺回路から構成する。ＰＵＦ回路６ａは、物理的複製困難関数技術を用いて構成した回路である。

このＰＵＦ回路６ａは、半導体回路に、異なる導線や部品を通る複数のパスを形成して構成できる。その半導体回路の導線や部品の伝播遅延はチップ毎に微妙に異なる。そのため、その半導体回路のＰＵＦ回路６ａ内の複数のパスのうち二つのパスを一意に選択して、その二つのパスの伝播遅延を比較し、どちらのパスの遅延が長いかという半導体チップに固有な情報（例えば１ビットの値）を出力データとする。

その二つのパスのどちらのパスの伝播遅が長いかは、半導体チップ毎に異なるので、それぞれのＰＵＦ回路６ａの入力データに応じて出力される出力データは、その電子キー１
に固有の関数になる。そのため、この出力データの応答を予測して模倣することを極めて難しくできる効果がある。

このように、ＰＵＦ回路６ａは、チップ毎の微細な物理特性のばらつきを利用しているため、同じ物理特性を持つクローン回路を作成することが難しいという特徴がある。その特性を最大限に生かして暗号化技術に利用するために、レスポンス生成関数部６は、ＰＵＦ回路６ａを複数用い、周辺回路により出力を複雑化する。

このＰＵＦ回路６ａとその周辺回路から成るレスポンス生成関数部６を車両の使用者（運転者）の保有する電子キー１に内蔵させ、レスポンス生成関数部６への入力データに対して、その電子キー１に固有の関数の出力データを出力させる回路を用いる。

すなわち、レスポンス生成関数部６は、チップ毎に異なる特性を持つＰＵＦ回路６ａの応答を複雑に組み合わせ難読化して暗号化たさせるために、複数のＰＵＦ回路６ａを組み合わせて用いる。

また、そのＰＵＦ回路６ａの出力を複雑化する周辺回路として、レスポンス生成関数部６が受信したチャレンジ信号のビット数を増すビット拡張回路６ｂと、複数のＰＵＦ回路６ａの出力信号を記憶して、時間を変えてその他のＰＵＦ回路６ａへの入力信号にする中間信号レジスタ６ｃと、複数のＰＵＦ回路６ａの出力信号のデータを演算して暗号化したデータを作成する暗号演算回路６ｄを有する。

そして、レスポンス生成関数部６では、それらの複数のＰＵＦ回路６ａと、ビット拡張回路６ｂと、中間信号レジスタ６ｃと、暗号演算回路６ｄとを組み合わせて用いることで、複数のチャレンジ信号を入力して暗号化した初期レスポンス信号６ｅを電子キー制御部５に送信する。この初期レスポンス信号６ｅは電子キー１の内部信号であって外部には出力しない。

電子キー制御部５は、受信した初期レスポンス信号６ｅを、電子キー制御部５の動作プログラムのビット削減手段によってビット削減して電子キー１のレスポンス信号を作成する。そして、そのレスポンス信号を信号入出力回路３を経てキーアンテナ２から送信し、車両盗難防止車載装置１０のイモビライザ通信部１１に受信させる。

（メンテナンス端末）
メンテナンス端末４０は、車両の車両盗難防止車載装置１０と電気接続するＯＢＤ（On
Board Diagnosis）ポートへ接続する端子以外に、公衆通信網（例えば、携帯電話通信網）、あるいは無線ＬＡＮ等の通信ネットワーク３０と接続する通信部と有し、また、車両の車両盗難防止車載装置１０と無線通信するイモビライザ通信部４２を有する。

メンテナンス端末４０は、公衆通信網（例えば、携帯電話通信網）、あるいは無線ＬＡＮ等の通信ネットワーク３０を介して鍵登録サーバ２０から、その車両のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータとＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を受信する。

メンテナンス端末４０は、電子キー１と同様にイモビライザ通信部４２を介して、車両の車両盗難防止車載装置１０と無線通信する。そして、メンテナンス端末４０が、先に取得したＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて、電子キー１と同様に認証装置の車両盗難防止車載装置１０に応答する。

それにより、車両盗難防止車載装置１０がメンテナンス端末４０を認証して、メンテナンス端末４０からの指令に従って、車両のドアロックを解除させる動作を行い、更に車両
盗難防止車載装置１０と通信して車両のエンジンを起動させる動作を行う。

また、メンテナンス端末４０は、ＰＵＦ回路６ａと周辺回路で構成するレスポンス生成関数部４１を有し、そのレスポンス生成関数部４１によるＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を鍵登録サーバ２０が記憶することでメンテナンス端末４０を鍵登録サーバ２０に登録する。

そして、メンテナンス端末４０が鍵登録サーバ２０と通信する際に、鍵登録サーバ２０が認証装置として、被認証機器のメンテナンス端末４０にチャレンジ信号を送信する。メンテナンス端末４０は、そのチャレンジ信号に対して、レスポンス生成関数部４１によるレスポンス信号を返信する。

鍵登録サーバ２０は、認証装置として、登録されたメンテナンス端末４０のＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１に基づいて、チャレンジコードに応答する期待レスポンスコードを計算する。そして、被認証機器のメンテナンス端末４０から受信したレスポンス信号が期待レスポンスコードに一致していれば、そのメンテナンス端末４０を正統な端末であると認証する。

メンテナンス端末４０が盗難された場合は、鍵登録サーバ２０がそのメンテナンス端末４０を盗品として記憶し、その盗品のメンテナンス端末４０のＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を無効化する。それにより、鍵登録サーバ２０は、盗難されたメンテナンス端末４０とはもはやセキュアなデータ通信を行わないようにしてセキュリティを高める。

こうして、鍵登録サーバ２０が、被認証機器を認証するので、被認証機器の盗難があった場合でも、盗難された被認証機器を鍵登録サーバが見分けることでセキュリティの高い車両盗難防止システムができる効果がある。

メンテナンス端末４０は、更に、車両の利用者が電子キー１を紛失した際に電子キー１を更新するサービスを行うために、新しい電子キー１を備える。そして、メンテナンス端末４０は、車両の車両盗難防止車載装置１０の記憶する既存のＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を、その新しい電子キー１のＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１に書き換えるメンテナンスサービスを行う。

（車両盗難防止車載装置）
車両盗難防止車載装置１０には、電子キー１と無線通信するイモビライザ通信部１１、認証データ取得部１２及び車載装置制御部１４を設置する。車載装置制御部１４は、ドアロックの解除やエンジン始動をする際に、イモビライザ通信部１１を介して電子キー１のトランスポンダと無線通信することによりチャレンジ信号とレスポンス信号を通信する。

また、車載装置制御部１４は、エンジン始動をする際に、認証データ取得部１２を介して運転者の認証情報を取得した上でエンジンを起動させるようにして車両の盗難防止機能を高める。

（車載装置制御部）
車両盗難防止車載装置１０の車載装置制御部１４は、コンピュータプログラムに従って動作する。そのコンピュータプログラムとして、図１のように、ドアロック制御手段１５とエンジン始動手段１６がある。ドアロック制御手段１５は、ドアの施解錠を制御する。また、エンジン始動手段１６は、エンジンの始動許否（例えば、イモビライザーのセット・アンセットや、ステアリングのロック・アンロック等）を制御する。

図２（ｂ）に車載装置制御部１４のチャレンジレスポンス認証機能のブロック構成を示す。車載装置制御部１４は、乱数のチャレンジ信号を作成するチャレンジデータ生成部１４ａと、そのチャレンジ信号をイモビライザ通信部１１を介して電子キー１に送信するチャレンジデータ出力部１４ｂと、電子キー１からレスポンス信号を受信するレスポンスコード入力受付部１４ｃを有する。

更に、車載装置制御部１４は、チャレンジデータ生成部１４ａの作成したチャレンジデータに応答する期待レスポンスコードを、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１に従って演算して作成する期待レスポンスコード演算部１４ｄを有し、また、その期待レスポンスコードと、レスポンスコード入力受付部１４ｃが受信したレスポンス信号とを比較照合して電子キー１を認証する認証部１４ｅを有する。また、その認証部１４ｅが照合する期待レスポンスコードとレスポンス信号とのビット不一致の許容範囲を定めるコード許容範囲設定部１４ｆを有する。

すなわち、車載装置制御部１４は、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を記憶し、そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて演算することで、チャレンジ信号に応答する期待レスポンスコードを作成する。認証部１４ｅが、その期待レスポンスコードを電子キー１から受信したレスポンス信号と照合して電子キー１を認証する。

ここで、認証部１４ｅは、コード許容範囲設定部１４ｆによって設定される、期待レスポンスコードとレスポンス信号とのビット不一致の許容範囲に従って、電子キー１の認証の可否を判定する。コード許容範囲設定部１４ｆの設定するビット不一致の許容範囲は通常固定値にして使用するが、センサ等のデータに基づいてビット不一致の許容範囲を変更する制御を行っても良い。

こうして、車両盗難防止車載装置１０では、車載装置制御部１４が、イモビライザ通信部１１、認証データ取得部１２と接続され、車載装置制御部１４がドアロック制御手段１５及びエンジン始動手段１６のコンピュータプログラムを動作させてドアの開閉とエンジンの始動の可否を制御することで、車両の正規の使用者以外には車両を使用できないようにし車両の盗難を防止する。

詳しくは、車両盗難防止車載装置１０のドアロック制御手段１５のプログラムは、車両に設置する車両盗難防止車載装置１０から、車両の外の電子キー１にドア用チャレンジコードを送信し、電子キーからドアロック解除用のレスポンス信号を受信することで電子キー１を認証して車両のドアロックを解除する。

車両盗難防止車載装置１０のエンジン始動手段１６のプログラムは、電子キー１の認証処理を行うだけで無く、車両の正当なユーザ特有の情報や正当なユーザしか知りえない情報等の運転者の認証情報を認証データ取得部１２から取得して運転者の認証を行う。

例えば、運転者の認証情報がピンコード（Personal Identification Number）つまり暗証番号やパスワードである場合には、認証データ取得部１２はピンコードやパスワードを入力可能なキーボードやタッチパネルディスプレイ等で構成する。

また、例えば、指紋照合等による運転者の認証を行う場合には、認証データ取得部１２に指紋読み取り装置や、虹彩認証、筆跡認証、静脈認証または顔面配置認証用のカメラや、声紋認証用のマイクの認証データ取得部１２を備える。

（車両盗難防止の動作手順）
図３は、メンテナンス端末４０に、車両の電子キー１の認証データを登録する手順を表
すフロー図である

（ステップＳ１）電子キーのＰＵＦ回路特性の取得
ＰＵＦ技術による電子キー１の認証処理のために、先ず事前に、図３のステップＳ１の処理によって、鍵登録サーバ２０が、電子キー１のチップ製造時に、ＰＵＦ回路６ａと周辺回路から成るレスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅの応答データを取得する。この初期レスポンス信号６ｅは電子キー１の内部信号であって外部には出力しない。

（ステップＳ２）ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１の作成
そして、そのレスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅに加える、電子キー制御部５のビット削減手段によるビット削減処理の関数モデルのデータを追加したデータを作成する。すなわち、その関数モデルを表すデータと、レスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅの応答データから成るＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を作成する。

（変形例１）
変形例１として、以上のステップＳ１とＳ２の動作を以下のステップＳ１’とＳ２’の動作に置き換えて、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を作成することもできる。

（ステップＳ１’）電子キーの個別ＰＵＦ回路特性の取得
ＰＵＦ技術による電子キー１の認証処理のために、先ず事前に、図３のステップＳ１の処理によって、鍵登録サーバ２０が、電子キー１のチップ製造時に、レスポンス生成関数部６の内部回路のＰＵＦ回路６ａの端子の信号を取得することで、電子キー１の集積回路の個別のＰＵＦ回路６ａの基本的応答データを得る。その端子の信号は電子キー１の内部信号であって外部には出力されない。

（ステップＳ２’）ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１の作成
そして、そのＰＵＦ回路６ａの基本的応答データに加わる関数であって、応答を複雑化させる周辺回路を関数化した関数モデルを加える。すなわち、ＰＵＦ回路６ａと周辺回路から成るレスポンス生成関数部６の関数モデルであって、そのレスポンス生成関数部６に入力するチャレンジ信号に対する、ＰＵＦ回路６ａの基本的応答データと周辺回路とによって、レスポンス生成関数部６が出力する初期レスポンス信号６ｅの応答を計算する関数モデルを加える。

更にその初期レスポンス信号６ｅに加えるビット削減手段によるビット削減処理の関数モデルを加える。それらの応答の関数モデルを表すデータとＰＵＦ回路６ａの基本的応答データから成るＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を作成する。

（ステップＳ３）ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１の登録
そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を鍵登録サーバ２０の記憶手段に記憶して電子キー１を登録する。そして、また、そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を車両の車両盗難防止車載装置１０に記憶させる。次に、その車両と電子キー１とを車両の使用者（運転者）に引き渡す。

また、この電子キー１の集積回路のＰＵＦ回路と周辺回路との回路接続は、電子キー１毎にランダムに変えて構成する。こうして出来上がった電子キー１がチャレンジ信号に対して応答して生じるレスポンス信号は複雑に暗号化されているので、その電子キー１の応答動作を電子キー１へ入力するチャレンジ信号に対して応答するレスポンス信号から解析することが極めて難しくなる。

この電子キー１を用いた認証処理は以下のように行う。
（ステップＳ４）車両の施錠処理
車両のユーザがエンジンを停止してドアを開いて車両から出てドアを閉じると、車両盗難防止車載装置１０が、電子キーの認証を行った上でなければ車両のドアを開けないようにして車両の盗難を防止する動作に入る。

（ステップＳ５ａ）ドアロック解除用チャレンジレスポンス待機処理
ステップＳ４の処理によりドアに施錠した車両は、車両盗難防止車載装置１０の車載装置制御部１４が、ドアロック制御手段１５のプログラムに従って、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両の外側に存在する電子キー１に向けて、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを間欠的に送信する。

次に、車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）を受信するべく待機する。ここで、車両盗難防止車載装置１０から車両周辺の所定領域（車外領域）に電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを送信する場合は、このコマンドは、車両周辺の車外領域に送信し、また、車両室内に電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを送信する場合は、そのコマンドは車両室内の領域（室内領域）のみに送信し車外には送信しないようにする。

（ステップＳ５ｂ）ドアロック解除用認証処理の開始
使用者（運転者）が車両に乗車しようとする場合に、使用者（運転者）が保持する電子キー１が、車両近くの車外領域や室内領域に到達する。その場合に、それに応じた、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを車両盗難防止車載装置１０から受信する。電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したコマンドに応答して、ユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ５ｃ）
車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを受信した場合は、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用の電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータであるか否かを確認する。

車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１から受信したユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用のデータである場合は、その車両用の電子キー１の存在を確認する。そして、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃに紐付けて登録していたＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を読出し、その電子キー１向けに、ランダムにチャレンジコードを作成する。

そして、そのチャレンジコード及び通信データのデータ群から成るチャレンジ・リクエスト信号を、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両の外側に存在する電子キー１に向けて送信する。

（ステップＳ６）
次に、車載装置制御部１４は、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて演算することで、チャレンジコードに応答する期待レスポンスコードを作成して記憶する。

次に、車両盗難防止車載装置１０は、チャレンジコードに対する電子キー１からレスポンス信号を受信するべく待機する。ここで、車両盗難防止車載装置１０から車両周辺の所定領域（車外領域）にチャレンジ・リクエスト信号を送信する場合は、チャレンジ・リクエスト信号は車両周辺の車外領域に送信し、また、車両室内にチャレンジ・リクエスト信号を送信する場合は、チャレンジ・リクエスト信号は車両室内の領域（室内領域）のみに
送信し車外には送信しないようにする。

（ステップＳ７）ドアロック解除用チャレンジレスポンス処理
電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジ・リクエスト信号のチャレンジコードを入力データとしてレスポンス生成関数部６へ入力し、レスポンス生成関数部６の出力データを取得する。

（ステップＳ８）
そして、電子キー１は、その出力データをレスポンス信号として、車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ９）車両のドアロックの解除
車両盗難防止車載装置１０は、ステップＳ６で計算して記憶していた期待レスポンスコードを、電子キー１から受信したレスポンス信号と照合する。期待レスポンスコードとレスポンス信号が一致している場合には、電子キー１を認証し、車両のドアロックを解除する。

（ステップＳ１０ａ）エンジン始動用チャレンジレスポンス待機処理
次に、車両盗難防止車載装置１０の車載装置制御部１４は、エンジン始動手段１６のプログラムに従って、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両内に存在する電子キー１に向けて、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを間欠的に送信する。

次に、車両盗難防止車載装置１０は、車内の電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）を受信するべく待機する。

（ステップＳ１０ｂ）エンジン始動用認証処理の開始
使用者（運転者）が車両に乗車し、使用者（運転者）が保持する電子キー１が、車両の室内領域に到達する。そして、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを車両盗難防止車載装置１０から受信する。電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したコマンドに応答して、ユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ１０ｃ）
車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを受信した場合は、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用の電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータであるか否かを確認する。

車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１から受信したユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用のデータである場合は、その車両用の電子キー１の存在を確認する。そして、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃに紐付けて登録していたＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を読出し、その電子キー１向けに、ランダムにチャレンジコードを作成する。

そして、車両盗難防止車載装置１０は、そのチャレンジコード及び通信データのデータ群から成るチャレンジ・リクエスト信号を、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両内に存在する電子キー１に向けて送信する。

（ステップＳ１１）
次に、車載装置制御部１４は、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて演算すること
で、チャレンジ信号に応答する期待レスポンスコードを作成して記憶する。

（ステップＳ１２）
使用者（運転者）が保持する電子キー１は、車両の室内で、車両盗難防止車載装置１０から、エンジン始動用チャレンジ・リクエスト信号を受信する。

電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジ・リクエスト信号のチャレンジコードを入力データとしてレスポンス生成関数部６へ入力し、レスポンス生成関数部６の出力データを取得する。

（ステップＳ１３）
そして、電子キー１は、その出力データをレスポンス信号として、車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ１４）電子キーの認証
車両盗難防止車載装置１０は、ステップＳ１１で計算して記憶していた期待レスポンスコードを、電子キー１から受信したレスポンス信号と照合する。期待レスポンスコードとレスポンス信号が一致している場合には、電子キー１を認証する。

（ステップＳ１５）運転者の認証処理
車両盗難防止車載装置１０は、エンジン始動手段１６のプログラムに従って、電子キー１を認証した場合は、更に、認証データ取得部１２から、車両の正当なユーザ特有の情報や正当なユーザしか知りえない情報等の運転者の認証情報をユーザに入力させて、運転者の認証を行う。

例えば、運転者の認証情報がピンコード（Personal Identification Number）つまり暗証番号やパスワードである場合、認証データ取得部１２はピンコードやパスワードを入力可能なキーボードやタッチパネルディスプレイ等で構成する。

そのほかにも、例えば、指紋照合等による運転者の認証を行う場合には認証データ取得部１２に指紋読み取り装置や、虹彩認証、筆跡認証、静脈認証または顔面配置認証用のカメラや、声紋認証用のマイクの認証データ取得部１２を備えることができる。

（ステップＳ１６）エンジンの始動
電子キー１の認証を行い、更に、運転者の認証を行った場合に、車載装置制御部１４はエンジン始動が可能な状態にする。そして、運転者は必要に応じてエンジンを始動させて車両を走行させる。

＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態における電子キー１と車両盗難防止車載装置１０と、電子キー１の、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を登録して記憶する鍵登録サーバ２０を使用した車両盗難防止システムの構成を示す図である。車両には車両盗難防止車載装置１０を設置し、その車両盗難防止車載装置１０は、イモビライザ通信部１１、認証データ取得部１２、無線通信部１３及び車載装置制御部１４を備える。

本実施形態では、車両盗難防止車載装置１０は、無線通信部１３を用いた通信により、通信ネットワーク３０を介して鍵登録サーバ２０と無線通信する。それにより、車両盗難防止車載装置１０は、鍵登録サーバ２０との間で、認証情報や制御信号を送受信する。

（鍵登録サーバの認証機能）
図２（ｂ）に鍵登録サーバ２０のチャレンジレスポンス認証機能のブロック構成を示す。鍵登録サーバ２０は、通信部２１と制御部２４を有する。その制御部２４の動作プログラムには、乱数のチャレンジ信号を作成するチャレンジデータ生成部２４ａが有り、チャレンジデータ生成部２４ａが作成したチャレンジ信号を、通信部２１が通信ネットワーク３０を介して車両盗難防止車載装置１０に送信する。

そして、レスポンスコード入力受付部２４ｃを有し、レスポンスコード入力受付部２４ｃは、電子キー１から車両盗難防止車載装置１０と通信ネットワーク３０を介して通信部２１からレスポンス信号を受信する。

更に、制御部２４の動作プログラムには、チャレンジデータ生成部２４ａの作成したチャレンジデータに応答する期待レスポンスコードを、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１に従って計算する、期待レスポンスコード演算部２４ｄを有する。

そして、その期待レスポンスコードと、レスポンスコード入力受付部２４ｃが受信したレスポンス信号とを比較照合して電子キー１を認証する認証部２４ｅを有する。また、その認証部２４ｅが照合する期待レスポンスコードとレスポンス信号とのビット不一致の許容範囲を定めるコード許容範囲設定部２４ｆを有する。コード許容範囲設定部２４ｆの定めるビット不一致の許容範囲は通常、固定して用いるが、センサー等の出力に応じて変えられる構成にしても良い。

すなわち、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を記憶する鍵登録サーバ２０は、期待レスポンスコード演算部２４ｄが、そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて計算することで、チャレンジ信号に応答する期待レスポンスコードを作成する。そして、認証部２４ｅが、その期待レスポンスコードを、電子キー１から受信したレスポンス信号と照合することで電子キー１を認証する。

ここで、認証部２４ｅは、コード許容範囲設定部２４ｆによって設定される、期待レスポンスコードとレスポンス信号とのビット不一致の許容範囲に従って、電子キー１の認証の可否を判定する。コード許容範囲設定部２４ｆの設定するビット不一致の許容範囲は、車両盗難防止車載装置１０から受信したコード許容範囲指定パラメータに従う。

車両盗難防止車載装置１０では、コード許容範囲指定パラメータ検知部１７が、例えば、車両環境の温度を測定して、その温度の違いによりコード許容範囲指定パラメータを指定して鍵登録サーバ２０に送信する。あるいは、コード許容範囲指定パラメータ検知部１７が、車両に浸入する妨害電磁波量を測定し、その妨害電磁波の大きさに従ったコード許容範囲指定パラメータを指定して鍵登録サーバ２０に送信することもできる。

なお、車両盗難防止車載装置１０は、鍵登録サーバ２０から通信ネットワーク３０を介して受信したチャレンジ信号を、イモビライザ通信部１１を介して電子キー１に送信する。また、車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からレスポンス信号を受信する。

電子キー１は、第１の実施形態と同様に、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジコードを入力データとしてＰＵＦ回路６ａと周辺回路で構成するレスポンス生成関数部６へ入力し、レスポンス生成関数部６の出力の初期レスポンス信号６ｅを、電子キー制御部５の動作プログラムのビット削減手段によってビット削減して電子キー１のレスポンス信号を作成する。

そして、そのレスポンス信号を信号入出力回路３を経てキーアンテナ２から送信し、車両盗難防止車載装置１０のイモビライザ通信部１１に受信させる。

車両盗難防止車載装置１０は、オンライン認証の場合は、電子キー１から受信したレスポンス信号を鍵登録サーバ２０に送信して、鍵登録サーバ２０に電子キー１を認証させる。また、車両盗難防止車載装置１０は、オフライン認証の場合は、後述する方法によって、電子キー１を認証する。

（オンライン認証）
第２の実施形態では、電子キー１の認証処理を、オンライン認証、又は、オフライン認証により行う。オンライン認証では、車両盗難防止車載装置１０が、鍵登録サーバ２０から受信したチャレンジコードを電子キー１に送信し、その応答として電子キー１から受信したレスポンス信号を鍵登録サーバ２０に送信する。そして、鍵登録サーバ２０が電子キー１を認証する。

（オフライン認証）
オフライン認証は、車両盗難防止車載装置１０が鍵登録サーバ２０と通信することが困難な場所で電子キー１を認証する処理である。鍵登録サーバ２０は、車両盗難防止車載装置１０がオフライン認証を行えるようにするため、鍵登録サーバ２０が車両盗難防止車載装置１０に向けて定期的に電子キー１の認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードを送信し、車両盗難防止車載装置１０の揮発性メモリ１８で記憶させておく。

そして、オフライン認証の際に、車両盗難防止車載装置１０が、その揮発性メモリ１８が記憶しているチャレンジコードを電子キー１に向けて送信し、それに対する電子キー１からのレスポンス信号を受信する。次に、認証部１４ｅが、受信したレスポンス信号を揮発性メモリ１８が記憶している期待レスポンスコードと照合することで電子キー１を認証する。

車載装置制御部１４がドアロック制御手段１５のプログラムに従って動作して電子キー１を認証し、そして、その電子キー１からドアロック解除用のレスポンス信号を受信した場合はドア錠を解錠する制御を行う。

また、車載装置制御部１４がエンジン始動手段１６のプログラムに従って動作して電子キー１を認証し、そして、電子キー１からエンジン始動用のレスポンス信号を受信した場合は、車載装置制御部１４は、更に、認証データ取得部１２から運転者の認証情報を得て運転者の認証を行う。そして、電子キー１の認証と運転者の認証がともに成立した場合に車両のエンジンの始動を可能にする。

（車両盗難防止の動作手順）
以下で、図７から図９のフロー図を参照しながら、第２の実施形態の車両盗難防止システムの動作手順について、詳しく説明する。

（ステップＳ１）電子キーのＰＵＦ回路特性の取得
第１の実施形態のステップＳ１の処理によって、鍵登録サーバ２０が、電子キー１のチップ製造時に、ＰＵＦ回路６ａと周辺回路から成るレスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅの応答データを取得する。

（ステップＳ２１）ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１の作成と記憶
第１の実施形態のステップＳ２及びＳ３と同様な処理により、電子キー１のレスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅの応答データに、それに加えるビット削減手段によるビット削減処理の応答の関数を表すデータを加えたデータから成るＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を作成し、鍵登録サーバ２０に記憶する。

（ステップＳ２２）オフライン認証用データの取得処理
鍵登録サーバ２０との通信が困難な場所で電子キー１を認証する場合におけるオフライン認証処理のために、車両盗難防止車載装置１０は、以下のデータを鍵登録サーバ２０から取得する。

すなわち、車両盗難防止車載装置１０は、鍵登録サーバ２０と通信が可能な期間に、鍵登録サーバ２０から、オフライン認証用の、チャレンジコードと、そのチャレンジコードへ応答する期待レスポンスコードとを鍵登録サーバ２０から取得する。すなわち、ドアロック解除用のチャレンジコードと期待レスポンスコード、及び、エンジン始動用のチャレンジコードと期待レスポンスコードとを鍵登録サーバ２０から取得し、車両盗難防止車載装置１０の揮発性メモリ１８上に記憶する。

鍵登録サーバ２０が送信するオフライン認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードは、車両盗難防止車載装置１０とオンラインで接続する都度データを更新する。また、オフライン認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードを定期的に更新する。

また、このチャレンジコードと期待レスポンスコードのデータは、ドアロック制御手段１５の動作に対応するデータと、エンジン始動手段１６の動作に対応するデータとで異なるデータを揮発性メモリ１８に記憶して利用する。

また、車両盗難防止車載装置１０は、鍵登録サーバ２０とのオンライン通信が可能な期間に、鍵登録サーバ２０から、運転者の認証の際に用いる運転者の認証情報を受信して揮発性メモリ１８に記憶する。

車両盗難防止車載装置１０は、揮発性メモリ１８の内容を読み取って暗号解読を試みるような不審な動作を検知した場合には揮発性メモリ１８への電力供給を遮断して、揮発性メモリ１８に記憶していたオフライン認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードを消去して、電子キー１の認証のセキュリティを維持する。

不審な操作がされたことによりオフライン認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードを消去した緊急時にも、正規な電子キー１をオフライン認証することができるようにするため、車両盗難防止車載装置１０には、別途、緊急時用のオフライン認証用のチャレンジコードと期待レスポンスコードを記憶させておく。そして、緊急時用の、認証回数を増すなどでセキュリティを特に高めた認証手順で電子キー１を認証するようにする。

また、車両盗難防止車載装置１０は、オフラインで電子キー１を認証する場合の認証回数に制限を設ける。すなわち、オフラインでの車両盗難防止車載装置１０が送信したチャレンジコードに対して、所定回数以上のレスポンス信号が返信される不審な動作が行われた場合に、その電子キー１の認証を拒否する。それにより、電子キー１の認証のセキュリティを高くする。

（ステップＳ２３）車両の施錠処理
次に、車両のユーザがエンジンを停止してドアを開いて車両から出てドアを閉じると、車両盗難防止車載装置１０が、電子キーの認証を行った上でなければ車両のドアを開けないようにして車両の盗難を防止する動作に入る。

（電子キーの認証処理）
ＰＵＦ技術を用いた電子キー１を以下のチャレンジレスポンス認証方式で認証する。

（ステップＳ２４）鍵登録サーバとの通信処理
次に、車載の車両盗難防止車載装置１０が鍵登録サーバ２０と通信可能であるかを確認する。

（ステップＳ２５）オンライン認証モードとオフライン認証モード切り替え処理
車両の車両盗難防止車載装置１０が鍵登録サーバ２０と通信可能な場合は、動作モードをオンライン認証モードにする。鍵登録サーバ２０と通信不能な場合は、動作モードをオフライン認証モードにし、ステップＳ２７に進む。

（ステップＳ２６）
オンライン認証モードの場合は、車両盗難防止車載装置１０は、ドアロック制御手段１５のプログラムに従って、鍵登録サーバ２０からドアロック解除用のチャレンジコードとエンジン始動用のチャレンジコードを受信し、ステップＳ２８ａに進む。

このチャレンジコードは、鍵登録サーバ２０のチャレンジデータ生成部２４ａによって、乱数を用いて発生させられ、鍵登録サーバ２０の通信部２１から、通信ネットワーク３０を介して車両盗難防止車載装置１０に送信される。

また、鍵登録サーバ２０は、車両盗難防止車載装置１０に送信したチャレンジコードに応答する期待レスポンスコードを、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて期待レスポンスコード演算部２４ｄが計算して鍵登録サーバ２０が記憶する。

（ステップＳ２７）
オフライン認証モードの場合は、車両盗難防止車載装置１０は、ステップＳ２２で鍵登録サーバ２０から受信して揮発性メモリ１８に記憶していたオフライン用チャレンジコードを読出し、それをチャレンジコードとしてステップＳ２８ａに進む。

（ステップＳ２８ａ）ドアロック解除用チャレンジレスポンス待機処理
車両盗難防止車載装置１０の車載装置制御部１４は、ドアロック制御手段１５のプログラムに従って、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両の外側に存在する電子キー１に向けて、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを間欠的に送信する。

次に、車両盗難防止車載装置１０は、車両の外側の電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）を受信するべく待機する。

（ステップＳ２８ｂ）ドアロック解除用認証処理の開始
使用者（運転者）が車両に乗車しようとする場合に、使用者（運転者）が保持する電子キー１が、車両近くの車外領域に到達する。その場合に、電子キー１は、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを車両盗難防止車載装置１０から受信する。電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したコマンドに応答して、ユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ２８ｃ）
車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを受信した場合は、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用の電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータであるか否かを確認する。

車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１から受信したユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用のデータである場合は、その車両用の電子キー１の存在を確認する
。そして、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃに紐付けたドアロック解除用チャレンジコード及び通信データのデータ群から成るチャレンジ・リクエスト信号を、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両の外側に存在する電子キー１に向けて送信する。

（ステップＳ２９）
電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジ・リクエスト信号のチャレンジコードを入力データとしてレスポンス生成関数部６へ入力し、レスポンス生成関数部６が初期レスポンス信号６ｅを出力する。

電子キー制御部５が、ビット削減手段によって初期レスポンス信号６ｅのビットを削減して電子キー１のレスポンス信号を作成し、そのレスポンス信号を信号入出力回路３を経てキーアンテナ２から送信し、車両盗難防止車載装置１０のイモビライザ通信部１１に受信させる。

（ステップＳ３１）
図８のフロー図のように、車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からレスポンス信号を受信した場合に、オンライン認証モードで動作している場合は、そのレスポンス信号を、無線通信部１３を用いて、通信ネットワーク３０を介して鍵登録サーバ２０に送信し、ステップＳ３２に進む。また、オフライン認証モードで動作している場合は、ステップＳ３３に進む。

（ステップＳ３２）オンライン認証処理
鍵登録サーバ２０は、先に演算して記憶していた期待レスポンスコードを電子キー１から受信したレスポンス信号と比較して電子キー１を認証する。

そして、鍵登録サーバ２０は、電子キー１の認証結果を通信ネットワーク３０を介して、車両盗難防止車載装置１０に送信し、ステップＳ３４に進む。

（ステップＳ３３）オフライン認証処理
車両盗難防止車載装置１０は、ステップＳ２２で鍵登録サーバ２０から受信して揮発性メモリ１８上に記憶していた期待レスポンスコードを電子キー１から受信したレスポンス信号と比較し、一致している場合には、電子キー１を認証し、ステップＳ３４に進む。

なお、車両盗難防止車載装置１０は、その揮発性メモリ１８上のメモリを読み取ろうとするような暗号解読を試みるような不審な動作を検知した場合にはその揮発性メモリ１８への電力供給を遮断することによって記憶したデータを消去する。

また、オフラインで認証する場合は、認証回数に制限を設けておく。それにより、鍵登録サーバ２０によって管理されていない状態での認証を制限する。

（ステップＳ３４）車両のドアロックを解除
車両盗難防止車載装置１０は、ドアロック制御手段１５のプログラムに従って、電子キー１を認証した場合は車両のドアロックを解除する。

（ステップＳ３５ａ）エンジン始動用チャレンジレスポンス待機処理
次に、車両盗難防止車載装置１０の車載装置制御部１４は、エンジン始動手段１６のプログラムに従って、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両内に存在する電子キー１に向けて、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを間欠的に送信する。

次に、車両盗難防止車載装置１０は、車内の電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）を受信するべく待機する。

（ステップＳ３５ｂ）エンジン始動用認証処理の開始
使用者（運転者）が車両に乗車し、使用者（運転者）が保持する電子キー１が、車両の室内領域に到達する。そして、電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを要求するコマンドを車両盗難防止車載装置１０から受信する。電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したコマンドに応答して、ユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ３５ｃ）
車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータを受信した場合は、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用の電子キー１のユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータであるか否かを確認する。

車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１から受信したユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃのデータがその車両用のデータである場合は、その車両用の電子キー１の存在を確認する。そして、そのユーザ識別番号（ＵＩＤ）５ｃに紐付けた、エンジン始動用のチャレンジコード及び通信データのデータ群から成るチャレンジ・リクエスト信号を、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両の室内に存在する電子キー１に向けて送信する。

その際に、オンライン認証モードの場合は、ステップＳ２６で鍵登録サーバ２０から受信して揮発性メモリ１８に記憶していたエンジン始動用のチャレンジコードを用いる。

オフライン認証モードの場合は、ステップＳ２２で鍵登録サーバ２０から受信して揮発性メモリ１８に記憶していたエンジン始動用のチャレンジコードを用いる。

そして、そのチャレンジコード及び通信データのデータ群を、イモビライザ通信部１１を用いて無線で車両室内に存在する電子キー１に向けて送信する。そして、車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からレスポンス信号を受信するべく待機する。

このチャレンジ・リクエスト信号は車両室内の領域（室内領域）のみに送信し車外には送信しないようにする。車両室内の電子キー１から速やかな応答が無い場合は、エンジン始動を不可と判定し、盗難防止のためにステップＳ２４以降の処理に戻る。

（ステップＳ３６）
使用者（運転者）が保持する電子キー１は、車両の室内で、エンジン始動用チャレンジ・リクエスト信号を車両盗難防止車載装置１０から受信する。電子キー１は、車両盗難防止車載装置１０から受信したチャレンジ・リクエスト信号のチャレンジコードを入力データとしてレスポンス生成関数部６へ入力し、レスポンス生成関数部６の出力データを取得する。

（ステップＳ３７）
そして、電子キー１は、その出力データであるレスポンス信号を、車両盗難防止車載装置１０に返信する。

（ステップＳ３８）
図９のフロー図のように、車両盗難防止車載装置１０は、電子キー１からレスポンス信号を受信した場合に、オンライン認証モードで動作している場合は、そのレスポンス信号を、無線通信部１３を用いて、通信ネットワーク３０を介して鍵登録サーバ２０に送信し
、ステップＳ３９に進む。

また、オフライン認証モードで動作している場合は、ステップＳ４０に進む。

（ステップＳ３９）オンライン認証処理
鍵登録サーバ２０は、最初にチャレンジデータ生成部２４ａが作成して送信したチャレンジコードに応答する期待レスポンスコードを、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を用いて計算する。

そして、その期待レスポンスコードを電子キー１から受信したレスポンス信号と比較して電子キー１を認証する。そして、鍵登録サーバ２０は、電子キー１の認証結果を通信ネットワーク３０を介して、車両盗難防止車載装置１０に送信し、ステップＳ４１に進む。

（ステップＳ４０）オフライン認証処理
車両盗難防止車載装置１０は、ステップＳ２２で、鍵登録サーバ２０から受信して揮発性メモリ１８上に記憶していた期待レスポンスコードを電子キー１から受信したレスポンス信号と比較し、一致している場合には、電子キー１を認証し、ステップＳ４１に進む。

（ステップＳ４１）運転者の認証処理
車両盗難防止車載装置１０は、第１の実施形態と同様にして、エンジン始動手段１６のプログラムに従って、電子キー１を認証した場合は、更に、認証データ取得部１２から、車両の正当なユーザ特有の情報や正当なユーザしか知りえない情報等の運転者の認証情報をユーザに入力させて、運転者の認証を行う。

（ステップＳ４２）エンジンの始動
電子キー１の認証を行い、更に、運転者の認証を行った場合に、車載装置制御部１４はエンジン始動が可能な状態にする。そして、運転者は必要に応じてエンジンを始動させて車両を走行させる。

第２の実施形態は、鍵登録サーバ２０が車両の運転者の電子キー１を認証するので、電子キー１のセキュリティを高くできる効果がある。例えば、電子キー１の盗難があった場合に、盗難された電子キー１を鍵登録サーバ２０が記憶する。鍵登録サーバ２０は、電子キー１のＰＵＦ回路からのレスポンス信号によって盗難された電子キー１を見分け、車両のドアロックの解除を阻止でき、エンジンの始動を阻止することができる。

本発明の電子キー１は、以上の実施形態で例示したように、ＰＵＦ技術を用い周辺回路によってその応答を複雑にするレスポンス生成関数部６と、その出力の初期レスポンス信号６ｅを更に暗号化する、電子キー制御部５のビット削減手段とにより、複雑に暗号化したレスポンス信号を出力する。

本発明は、電子キー１あるいはメンテナンス端末４０などの被認証機器を用い、これらの被認証機器を、車両盗難防止車載装置１０で認証し、また、鍵登録サーバ２０で認証することで、車両の盗難を防止する。

特に、本発明では、ＰＵＦ技術を用いたレスポンス生成関数部６を電子キー１に組み込み、その電子キー１を認証する車両盗難防止車載装置１０あるいは鍵登録サーバ２０が、その電子キー１のレスポンス生成関数部６のチップ製造時に、ＰＵＦ回路の応答データの初期レスポンス信号６ｅを取得する。

電子キー１の出力は、その回路の出力の初期レスポンス信号６ｅは内部信号として外部
には出力せず、その内部信号を、電子キー制御部５のビット削減手段等の暗号化手段により更に暗号化したレスポンス信号を外部に出力する。

その電子キー制御部５のビット削減手段等の暗号化手段の関数モデルは、その設計者にはわかっているので、その関数モデルと、レスポンス生成関数部６の初期レスポンス信号６ｅの応答データとで、ＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を作る。

そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１を鍵登録サーバ２０が記憶しておき、あるいは、電子キー１を認証する車両盗難防止車載装置１０が記憶する。そのＰＵＦ回路応答モデルデータＤ１は電子キー１を外部から解析することでは得られないので、セキュリティの高い電子キー１が得られる効果がある。

その電子キー１を認証する車両盗難防止車載装置１０又は鍵登録サーバ２０は、ランダムなチャレンジコードを作成して電子キー１に送信し、電子キー１はそのランダムなチャレンジコードに対して複雑に暗号化した応答を返答する。その電子キー１の応答を模擬することが難しく、チャレンジコードもランダムに生成されて予測が艱難なので、セキュリティの高い電子キー１が得られる効果がある。

また、電子キー１やメンテナンス端末４０が含む被認証機器は車両盗難防止車載装置１０又は鍵登録サーバ２０に認証されて用いられるので、被認証機器の盗難があった場合に、鍵登録サーバ２０が、その被認証機器の認証を拒否することができるので、被認証機器の盗難にも対応できるセキュリティの高い車両盗難防止システムが得られる効果がある。

なお、本発明は、以上の実施形態に限定されない。本発明は、認証装置にチャレンジレスポンス認証によって認証される被認証機器が、物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むことでレスポンス応答の模倣を困難にする技術であり、いずれの物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を適用しても良い。

１・・・電子キー
２・・・キーアンテナ
３・・・信号入出力回路
４・・・電荷変換部
５・・・電子キー制御部
５ｂ・・・記憶手段
５ｃ・・・ユーザ識別番号（ＵＩＤ）
６・・・レスポンス生成関数部
６ａ・・・ＰＵＦ回路
６ｂ・・・ビット拡張回路
６ｃ・・・中間信号レジスタ
６ｄ・・・暗号演算回路
６ｅ・・・初期レスポンス信号
１０・・・車両盗難防止車載装置
１１・・・イモビライザ通信部
１２・・・認証データ取得部
１３・・・無線通信部
１４・・・車載装置制御部
１４ａ・・・チャレンジデータ生成部
１４ｂ・・・チャレンジデータ出力部
１４ｃ・・・レスポンスコード入力受付部
１４ｄ・・・期待レスポンスコード演算部
１４ｅ・・・認証部
１４ｆ・・・コード許容範囲設定部
１５・・・ドアロック制御手段
１６・・・エンジン始動手段
１７・・・コード許容範囲指定パラメータ検知部
１８・・・揮発性メモリ
２０・・・鍵登録サーバ
２１・・・通信部
２４・・・制御部
２４ａ・・・チャレンジデータ生成部
２４ｃ・・・レスポンスコード入力受付部
２４ｄ・・・期待レスポンスコード演算部
２４ｅ・・・認証部
２４ｆ・・・コード許容範囲設定部
３０・・・通信ネットワーク
４０・・・メンテナンス端末
４１・・・レスポンス生成関数部
４２・・・イモビライザ通信部
Ｄ１・・・ＰＵＦ回路応答モデルデータ

Claims (4)

1. 少なくとも、車両を制御する制御装置と、被認証機器と、認証装置とを備える車両盗難防止システムであって、前記認証装置が、チャレンジレスポンス認証によって前記被認証機器を認証し前記制御装置へのアクセス権限を付与し、前記被認証機器が物理的複製困難関数技術（ＰＵＦ）を用いて形成された電子回路を含むレスポンス生成関数部を有し、前記レスポンス生成関数部が、前記認証装置の作成したチャレンジ信号に対してレスポンス信号を生成して前記認証装置に返信することでチャレンジレスポンス認証を行うことを特徴とする車両盗難防止システム。
2. 請求項１に記載の車両盗難防止システムであって、前記被認証機器を認証する前記認証装置がサーバー手段であり、通信手段によって前記車両と通信することを特徴とする車両盗難防止システム。
3. 請求項１又は２に記載の盗難防止システムであって、前記被認証機器が電子キーであることを特徴とする車両盗難防止システム。
4. 請求項１又は２に記載の盗難防止システムであって、前記被認証機器がメンテナンス端末であることを特徴とする車両盗難防止システム。

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