JP2017220692A - 通信不正成立防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】不正通信を精度よく検出することができる通信不正成立防止システムを提供する。【解決手段】車両及び電子キーの間で送受信される電波の遅延時間Ｔｘを確認して通信の正否を確認するにあたり、電子キーから送信される返信電波Ｓｂを規定の送信パターンで送信する。具体的には、電子キーから送信電波Ｓａに対する応答として返信電波Ｓｂを返すとき、返信電波Ｓｂを送信しないパターンを作る。そして、一連の通信で取得した返信電波Ｓｂの送信パターンが規定パターンをとれば、通信成立を許可し、一方で返信電波Ｓｂの送信パターンが規定パターンをとらなければ、通信を不可とする。【選択図】図３

Description

本発明は、不正な通信成立を防止する通信不正成立防止システムに関する。

従来、車両等において、電子キーから電子キーＩＤを車両に無線送信してＩＤ照合を行う電子キーシステムが周知である。ところで、この種の電子キーシステムにおいては、ユーザの意志によらないところでＩＤ照合成立を謀る不正行為として、中継器を使った不正行為（中継器使用不正行為：特許文献１等参照）というものがある。中継器使用不正行為は、例えば電子キーが車両から遠い場所に位置する際に、この電子キーを複数の中継器によって車両と繋いで電波を中継し、これら２者間の通信を成立させる行為である。よって、ユーザが気付かないところでＩＤ照合が成立されてしまうので、第三者によって不正にドア解錠やエンジンが始動されてしまう可能性がある。

特開２００６−１６１５４５号公報

中継器を使用した不正通信に対する対策をとるにあたっては、この不正通信を確実に検出したいニーズがあった。
本発明の目的は、不正通信を精度よく検出することができる通信不正成立防止システムを提供することにある。

前記問題点を解決する通信不正成立防止システムは、通信マスタからの送信電波を端末に受信させて当該端末から返信電波を返信させることにより、前記送信電波を送信してから前記返信電波を受信するまでの遅延時間を測定し、当該遅延時間から２者間の通信の正否を判定する構成において、前記返信電波の送信パターンを設定するパターン設定部と、受信した前記返信電波の送信パターンを確認することにより、通信の正否を判定する正否判定部とを備えた。

本構成によれば、通信マスタ及び端末の間で送受信される電波の遅延時間を確認して通信の正否を確認するにあたり、返信電波の送信パターンが規定パターンをとれば、通信成立を許可し、返信電波の送信パターンが規定パターンをとらなければ、通信を不可とする。ところで、中継器を使用した不正通信の場合、同じ態様でしか返信電波を返すことができないので、本構成の判定ロジックを採用すれば、中継器を使用した通信を検出することが可能となる。よって、不正通信を精度よく検出することが可能となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記通信マスタ及び端末の間で電波を送受信して前記遅延時間を測定する処理は、複数回実行され、前記正否判定部は、複数回送信される前記返信電波の送信パターンを確認して、通信の正否を判定することが好ましい。この構成によれば、複数回送信される返信電波の送信パターンを確認して通信の正否判定を行うので、不正通信か否かを精度よく判定するのに有利となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記通信マスタは、前記端末に登録されたＩＤの正否を確認するＩＤ照合と、前記遅延時間が規定時間内に収まるか否かを確認する遅延時間推定と、前記返信電波の送信パターンが正しいか否かを確認するパターン認証とを行い、これら全ての処理が成立することを確認すると、通信成立を許可することが好ましい。この構成によれば、通信が正当か否かの判定を種々の確認により行うので、通信マスタ及び端末の通信の正否を精度よく判定するのに一層有利となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、通信時に行われるＩＤ照合は、チャレンジコードを暗号鍵に通してレスポンスコードを求める演算を記通信マスタ及び端末の各々で行うことにより、当該レスポンスコードを比較するチャレンジレスポンス認証を備え、前記パターン設定部は、前記レスポンスコードから決まる送信パターンで前記返信電波を返信させることが好ましい。この構成によれば、返信電波の送信パターンを複製され難い安全な態様で生成するのに有利となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記パターン設定部は、前記レスポンスコードの一部を前記返信電波として共用することにより、当該返信電波の送信を実行することが好ましい。この構成によれば、チャレンジレスポンス認証を行いながら返信電波の送信パターンを認証することが可能となるので、通信に要する時間を短くするのに有利となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記パターン設定部は、前記返信電波をどの送信パターンで返信するかのデータであるタイミング情報に基づき、当該返信電波の送信パターンを設定することが好ましい。この構成によれば、タイミング情報によって返信電波の送信パターンを設定するので、通信マスタ及び端末がともに認識する最適な送信パターンを設定することが可能となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記タイミング情報は、前記通信マスタから前記端末に送信されて当該端末に通知されることが好ましい。この構成によれば、通信端末から端末に知らせたタイミング情報により返信電波の送信パターンを設定するので、送信パターンの紐付けを確実に行うことが可能となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記タイミング情報は、前記通信マスタ及び端末のそれぞれに予め登録されていることが好ましい。この構成によれば、タイミング情報を予め通信マスタ及び端末に持たせておくので、タイミング情報を通知する通信を不要にすることが可能となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記パターン設定部は、前記通信マスタ及び端末のそれぞれに予め設けられた計算式に規定のパラメータを代入する演算により、前記返信電波の送信パターンを設定することが好ましい。この構成によれば、返信電波の送信パターンを複製され難い安全な態様で生成するのに有利となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記パターン設定部は、前記返信電波の有り無しによって前記返信電波の送信パターンを設定することが好ましい。この構成によれば、返信電波を「送信する」又は「送信しない」という区別が明確な態様によって、返信電波の固有の送信パターンを設定することが可能となる。

前記通信不正成立防止システムにおいて、前記パターン設定部は、前記通信マスタの電波を受信してから前記返信電波を送信するまでの時間を変化させることで、前記返信電波の送信パターンを設定することが好ましい。この構成によれば、返信電波の送信タイミングを変更するという簡素な態様によって、返信電波の固有の送信パターンを設定することが可能となる。

本発明によれば、通信不正成立防止システムにおいて、不正通信を精度よく検出することができる。

第１実施形態の通信不正成立防止システムの構成図。 （ａ），（ｂ）は不正通信の具体例を示す説明図。 遅延時間推定の通信シーケンス図。 第２実施形態の遅延時間推定の通信シーケンス図。 第３実施形態の通信不正成立防止システムの構成図。 遅延時間推定の通信シーケンス図。 第４実施形態の遅延時間推定の通信シーケンス図。

（第１実施形態）
以下、通信不正成立防止システムの第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、電子キー２との間で無線によるＩＤ照合を行う電子キーシステム３を備える。本例の電子キーシステム３は、車両１からの通信を契機に狭域通信を通じて電子キー２とＩＤ照合を実施するキー操作フリーシステムである。一般に、キー操作フリーシステムで実施されるＩＤ照合を「スマート照合」といい、その通信を「スマート通信」という。

車両１は、ＩＤ照合（スマート照合）を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ５と、エンジン７を制御するエンジンＥＣＵ６とを備える。これらＥＣＵは、車内の通信線８を通じて接続されている。通信線８は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）からなる。照合ＥＣＵ４には、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤ及び暗号鍵がメモリ（図示略）に書き込み保存されている。暗号鍵は、ＩＤ照合の過程で実施されるチャレンジレスポンス認証で使用される。

車両１は、室外に電波を送信する室外送信機１１と、室内に電波を送信する室内送信機１２と、車両１において電波を受信する電波受信機１３とを備える。室外送信機１１及び室内送信機１２は、例えばＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信する。電波受信機１３は、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する。電子キーシステム３は、ＬＦ−ＵＨＦの双方向通信によって電子キー２を認証する。ボディＥＣＵ５は、車両ドアに設けられたドアロック機構１４の作動を制御することにより、車両ドアの施解錠を切り替える。

電子キー２は、電子キー２の動作を制御するキー制御部１７と、電子キー２において電波を受信する受信部１８と、電子キー２において電波を送信する送信部１９とを備える。キー制御部１７には、キー固有のＩＤとして電子キーＩＤと、ＩＤ照合のチャレンジレスポンス認証で使用する暗号鍵とが、メモリ（図示略）に書き込み保存されている。受信部１８は、例えばＬＦ電波を受信する。送信部１９は、例えばＵＨＦ電波を送信する。

照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号Ｓwkを室外送信機１１又は室内送信機１２から定期的にＬＦ送信し、電子キー２との通信確立を監視する。照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号Ｓwkを受信した電子キー２からアック信号Ｓackを受信すると、具体的な照合通信を実行する。照合通信時に実施されるＩＤ照合には、例えば電子キー２に登録されている電子キーＩＤの正否を確認する電子キーＩＤ照合や、車両１及び電子キー２の双方でチャレンジコードを暗号鍵で演算してレスポンスコードを確認するチャレンジレスポンス認証などが含まれることが好ましい。

電子キーシステム３は、通信の不正成立を防止する通信不正成立防止機能（通信不正成立防止システム２２）を備える。本例の通信不正成立防止システム２２は、通信マスタ２３（本例は照合ＥＣＵ４）からの送信電波Ｓａを端末２４（本例は電子キー２）に受信させて端末２４から返信電波Ｓｂを返信させることにより、送信電波Ｓａを送信してから返信電波Ｓｂを受信するまでの遅延時間Ｔｘを測定し、遅延時間Ｔｘから２者間の通信の正否を判定する遅延時間推定によって、通信の正否を判定する。このように、本例の通信不正成立防止システム２２は、通信マスタ２３及び端末２４の間で交互に電波を送信する半二重方式により、遅延時間推定を行う。遅延時間Ｔｘは、車両１から電波を送信してから、その電波に対する電子キー２の応答を受信するまでの伝搬時間に相当する。通信不正成立防止システム２２は、この遅延時間Ｔｘが規定時間内に収まるか否かを確認することにより、ＩＤ照合の通信の正否を判定する。なお、通信マスタ２３及び端末２４の間で電波を送受信して遅延時間Ｔｘを測定する処理は、複数回実施されることが好ましい。

通信不正成立防止システム２２は、遅延時間推定に用いる返信電波Ｓｂの送信パターンを可変させるパターン設定部２７を備える。パターン設定部２７は、キー制御部１７に設けられている。パターン設定部２７は、返信電波Ｓｂの送信パターンをいつも同じとするのではなく、送信パターンに不規則な状態を作り出すことにより、返信電波Ｓｂの送信パターンに変化をもたせるものである。特に、本例のパターン設定部２７は、返信電波Ｓｂの有り無しによって返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。

通信不正成立防止システム２２は、通信マスタ２３及び端末２４の間の通信の正否を判定する正否判定部２８を備える。正否判定部２８は、照合ＥＣＵ４に設けられている。本例の正否判定部２８は、遅延時間Ｔｘが規定時間内に収まるか否かを確認する遅延時間推定と、電子キー２から受信した返信電波Ｓｂの返信パターンを確認するパターン認証とにより、通信の正否を判定する。また、通信マスタ２３は、端末２４（電子キー２）に登録されたＩＤ（電子キーＩＤ）の正否を確認するＩＤ照合と、遅延時間推定と、パターン認証とを行い、これら全てが成立することを確認すると、通信成立を許可する。

次に、図２及び図３を用いて、通信不正成立防止システム２２の動作を説明する。
図２（ａ）から図２（ｂ）の流れで図示するように、第三者がＩＤ照合の通信を不正に成立させる一例としては、例えば第三者が中継器２９を所持して、正規ユーザが所持する電子キー２と不正に通信を確立させる行為がある。この場合、例えば車両１からの電波を、中継器２９を通じて電子キー２に中継し、車両１及び電子キー２の間の照合通信を成立させてから、正規ユーザが車両１から離れても、遅延時間Ｔｘの推定の際に第三者が中継器２９にて電波を送り返すことによって、スマート照合を不正に成立させてしまう場合がある。本例は、この不正通信を防止するための対処案である。

図３に示すように、本例の通信不正成立防止システム２２は、遅延時間推定をチャレンジレスポンス認証の過程で行う方式をとっている。すなわち、パターン設定部２７は、チャレンジレスポンス認証のレスポンスコードから決まる送信パターンで返信電波Ｓｂを返信させる。本例の場合、パターン設定部２７は、レスポンスコードの一部を返信電波Ｓｂと共用することにより、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。すなわち、電子キー２が車両１にレスポンスコードを送信するとき、レスポンスコードの一部においてレスポンスコードの返信パターンを用いて、遅延時間推定を実施する。

スマート通信を行うにあたり、照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号Ｓwkを定期的に送信する。電子キー２は、ウェイク信号Ｓwkを受信して起動すると、アック信号ＳackをＵＨＦ送信する。照合ＥＣＵ４は、ウェイク信号Ｓwkを送信してから規定時間内にアック信号Ｓackを受信すると、電子キー２の正否を確認する照合通信を開始する。

照合ＥＣＵ４は、照合通信として、まずチャレンジレスポンス認証を実行する。このとき、照合ＥＣＵ４は、送信の度に値が毎回変化するチャレンジコード（乱数）を含むチャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信する。電子キー２は、チャレンジ信号Ｓchを受信すると、チャレンジコードを自身の暗号鍵に通すことにより、レスポンスコードを演算する。照合ＥＣＵ４は、チャレンジ信号Ｓchを電子キー２に送信するにあたり、自身も同様にレスポンスコードを演算する。これにより、照合ＥＣＵ４は、電子キー２からレスポンスコードを受信したとき、このレスポンスコードの正否を確認することが可能である。

また、照合ＥＣＵ４は、チャレンジレスポンス認証とともに遅延時間推定も実行する。このとき、照合ＥＣＵ４は、チャレンジ信号Ｓchの送信後、遅延時間推定を行うための送信電波Ｓａを、室外送信機１１から電子キー２にＬＦ送信する。送信電波Ｓａは、電子キー２に返信電波Ｓｂの送信を指示できる電波であれば、どのような情報を含んだ電波でもよい。電子キー２は、送信電波Ｓａを受信すると、この送信電波Ｓａに対する応答として、返信電波Ｓｂを送信部１９から車両１にＵＨＦ送信する。このとき、パターン設定部２７は、レスポンスコードの値から決まるタイミングで、返信電波Ｓｂを送信する。本例の場合、レスポンスコードの先頭からのビット列が例えば「１，０，１…」であれば、まず先頭ビットが「１」であることに対応して、返信電波Ｓｂの送信を実行する。なお、返信電波Ｓｂは、送信電波Ｓａの応答であればどのような情報を含んだ信号でもよい。

照合ＥＣＵ４は、電子キー２から返信電波Ｓｂを受信すると、送信電波Ｓａを送信してから返信電波Ｓｂを受信するまでに要した遅延時間Ｔｘを測定する。照合ＥＣＵ４は、例えば自身が備えるカウンタ等を用いて遅延時間Ｔｘを計測するとよい。

続いて、照合ＥＣＵ４は、遅延時間推定を行うための送信電波Ｓａを、再度送信する。電子キー２は、送信電波Ｓａを受信すると返信電波Ｓｂの応答を返す動作を行うが、本例の場合、レスポンスコードの先頭からのビット列が例えば「１，０，１…」であるとき、先頭から２番目のビットが「０」であることに対応して、返信電波Ｓｂの送信を実行しない。すなわち、電子キー２は、２つ目の送信電波Ｓａを受信したとき、返信電波Ｓｂを返す動作を実行しない。

このとき、照合ＥＣＵ４は、送信電波Ｓａに対する返信電波Ｓｂを受信することができないので、遅延時間Ｔｘの計測は実施しない。但し、照合ＥＣＵ４は、自身が演算したレスポンスコードから、返信電波Ｓｂが来ないことを知っているので、返信電波Ｓｂを受信することができなくても、何ら問題はない。

電子キー２及び照合ＥＣＵ４は、以上の電波の送受信を繰り返し、遅延時間推定を行う。そして、照合ＥＣＵ４は、受信することができた全ての返信電波Ｓｂにおいて遅延時間Ｔｘが規定時間内に収まると、遅延時間推定を成立とする。また、照合ＥＣＵ４は、返信電波Ｓｂの受信パターンが規定パターンをとることを確認すると、パターン認証も成立とする。このように、遅延時間推定及びパターン認証の両者が成立すれば、チャレンジレスポンス認証が継続される。

一方、遅延時間推定及びパターン認証のうち少なくとも一方が成立しないと、電子キーシステム３の通信を不成立として処理する。これにより、チャレンジレスポンス認証が強制終了される。すなわち、スマート通信が途中で強制終了され、例えば第三者が中継器２９を使用して不正に通信を成立させようとしても、これが不可にされる。

電子キー２は、遅延時間推定の処理後、残りのレスポンスコード及び電子キーＩＤを含むレスポンス信号Ｓreを車両１に送信する。照合ＥＣＵ４は、遅延時間推定時に受信したレスポンスコードの一部と、レスポンス信号Ｓreに含まれる残りのレスポンスコードとを基に、レスポンスコードの認証を行う。照合ＥＣＵ４は、レスポンスコードの認証が成立するとともに、電子キーＩＤの照合が成立することを確認すると、スマート照合を成立として処理する。これにより、照合ＥＣＵ４は、車両１の操作を許可する。すなわち、車両ドアの施解錠操作が許可又は実行されたり、車両電源の遷移操作（エンジン始動操作）が許可されたりする。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）車両１及び電子キー２の間で送受信される電波の遅延時間Ｔｘを確認して通信の正否を確認するにあたり、電子キー２から送信される返信電波Ｓｂの送信パターンが規定パターンをとれば、通信成立を許可し、一方で返信電波Ｓｂの送信パターンが規定パターンをとらなければ、通信を不可とする。ところで、中継器２９を使用した不正通信の場合、同じ態様でしか返信電波Ｓｂを返すことができないので、本例の判定ロジックを採用すれば、中継器２９を使用した通信を検出することが可能となる。よって、不正通信を精度よく検出することができる。

（２）車両１及び電子キー２の間で電波を送受信して遅延時間Ｔｘを測定する処理は、複数回実行される。正否判定部２８は、複数回送信される返信電波Ｓｂの送信パターンを確認して、通信の正否を判定する。よって、複数回送信される返信電波Ｓｂの送信パターンを確認して通信の正否を判定するようにしたので、不正通信か否かを精度よく判定するのに有利となる。

（３）照合ＥＣＵ４（車両１）は、電子キー２に登録された電子キーＩＤの正否を確認する電子キーＩＤ照合と、遅延時間Ｔｘが規定時間内に収まるか否かを確認する遅延時間推定と、返信電波Ｓｂの送信パターンが正しいか否かを確認するパターン認証とを行い、これら全ての処理が成立することを確認すると、通信成立を許可する。よって、通信が正当か否かの判定を種々の確認により行うので、通信の正否を精度よく判定するのに一層有利となる。

（４）パターン設定部２７は、レスポンスコードから決まる送信パターンで返信電波Ｓｂを返信する。よって、返信電波Ｓｂの送信パターンを複製され難い安全な態様で生成するのに有利となる。

（５）パターン設定部２７は、レスポンスコードの一部を返信電波Ｓｂとして共用することにより、当該返信電波の送信を実行する。よって、チャレンジレスポンス認証を行いながら返信電波Ｓｂの送信パターンを認証することが可能となるので、通信に要する時間を短くするのに有利となる。

（６）パターン設定部２７は、返信電波Ｓｂの有り無しによって返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。よって、返信電波Ｓｂを「送信する」又は「送信しない」という区別が明確な態様によって、返信電波Ｓｂの固有の送信パターンを設定することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４に従って説明する。なお、本例は、遅延時間推定の方式を異ならせた実施例であって、他の基本的な構成は同じである。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。

図４に示すように、本例の場合は、まず先にチャレンジレスポンス認証を実施し、チャレンジレスポンス認証の完了後、遅延時間推定を実施する。すなわち、レスポンスコード及び電子キーＩＤを含むレスポンス信号Ｓreを受信して、これを基にチャレンジレスポンス認証が完遂できれば、その後、レスポンスコードのビット列（レスポンスコードの一部のビット列）から決まるタイミングで返信電波Ｓｂを「返信する」又は「返信せず」を繰り返すことにより、特定の送信パターンで返信電波Ｓｂを車両１に返信する。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（６）に加え、以下の効果を得ることができる。
（７）チャレンジレスポンス認証と遅延時間推定とを各々個別に実施するようにしたので、処理が明確、かつ簡素になる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図５及び図６に従って説明する。なお、本例も第１及び第２実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

図５に示すように、本例の場合は、返信電波Ｓｂをどの送信パターンで返信するかのデータであるタイミング情報Ｓｔに基づき、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。特に、本例は、タイミング情報Ｓｔを通信マスタ２３から端末２４に事前に相手に送信して、返信電波Ｓｂの送信パターンを決める方式である。この場合、通信マスタ２３には、タイミング情報Ｓｔを端末２４に通知する情報通知部３２が設けられる。タイミング情報Ｓｔは、返信パターンを相手に通知できる情報であればよい。

さて、図６に示すように、車両１がウェイク信号Ｓwkの送信後にアック信号Ｓackを電子キー２から受信すると、情報通知部３２は、返信電波Ｓｂの送信パターンに関するタイミング情報Ｓｔを室外送信機１１からＬＦ送信する。電子キー２がタイミング情報Ｓｔを受信すると、パターン設定部２７は、車両１から受信したタイミング情報Ｓｔに基づき、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。これにより、照合ＥＣＵ４から電子キー２に知らせたタイミング情報Ｓｔによって、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定することが可能となる。

本実施形態の構成によれば、第１及び第２実施形態に記載の（１）〜（３）、（６）、（７）に加え、以下の効果を得ることができる。
（８）パターン設定部２７は、返信電波Ｓｂをどの送信パターンで送信するかのデータであるタイミング情報に基づき、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。よって、タイミング情報Ｓｔに基づいた最適な送信パターンを設定することができる。

（９）タイミング情報Ｓｔは、車両１（照合ＥＣＵ４）から電子キー２に送信されて通知される。よって、車両１（照合ＥＣＵ４）から電子キー２に知らせたタイミング情報Ｓｔにより返信電波Ｓｂの送信パターンを設定するので、送信パターンの紐付けを確実に行うことができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態を図７に従って説明する。なお、本例も第１〜第３実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すように、本例のパターン設定部２７は、通信マスタ２３の送信電波Ｓａを受信してから返信電波Ｓｂを送信するまでの時間ｔｄを変化させることで、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定する。すなわち、電子キー２において送信電波Ｓａを受信後、返信電波Ｓｂを返信するタイミングを変化させることにより、返信電波Ｓｂの特有の送信パターンを設定する。

さて、電子キー２が返信電波Ｓｂを車両１に送信するとき、パターン設定部２７は、レスポンスコードの値から決まるタイミングで、返信電波Ｓｂを送信する。本例の場合、レスポンスコードの先頭からのビット列が例えば「１，０，１…」であれば、まず先頭ビットが「１」であることに対応して、返信電波Ｓｂを長めの時間ｔｄ１をおいて送信する。

照合ＥＣＵ４は、電子キー２から返信電波Ｓｂを受信すると、送信電波Ｓａを送信してから返信電波Ｓｂを受信するまでに要した遅延時間Ｔｘを測定する。このとき、照合ＥＣＵ４は、自身もレスポンスコードを演算することにより、返信電波Ｓｂが長めの時間ｔｄ１をもって送信されてくることを認識しているので、それを考慮に入れて遅延時間推定を実行する。

続いて、照合ＥＣＵ４は、遅延時間推定を行うための送信電波Ｓａを、再度送信する。電子キー２は、送信電波Ｓａを受信すると返信電波Ｓｂの応答を返す動作を行うが、本例の場合、レスポンスコードの先頭からのビット列が例えば「１，０，１…」であるとき、先頭から２番目のビットが「０」であることに対応して、返信電波Ｓｂを短めの時間ｔｄ２をおいて送信する。すなわち、１番目の返信電波Ｓｂは少し時間をとって返信されるのに対し、２番目の返信電波Ｓｂは短い時間間隔で車両１に返信される。

照合ＥＣＵ４は、電子キー２から返信電波Ｓｂを受信すると、送信電波Ｓａを送信してから返信電波Ｓｂを受信するまでに要した遅延時間Ｔｘを測定する。このとき、照合ＥＣＵ４は、自身もレスポンスコードを演算することにより、返信電波Ｓｂが短めの時間ｔｄ２で返信されてくることを認識しているので、それを考慮に入れて遅延時間推定を実行する。

そして、以上の電波の送受信を繰り返し、遅延時間推定を行う。照合ＥＣＵ４は、受信することができた全ての返信電波Ｓｂにおいて遅延時間Ｔｘが規定時間内に収まることを確認すると、遅延時間推定を成立とする。すなわち、返信電波Ｓｂが長めの時間ｔｄ１の間隔で返信されたときは、遅延時間Ｔｘが長めの時間ｔｄ１に対応した規定時間内に収まり、返信電波Ｓｂが短めの時間ｔｄ２の間隔で返信されたときは、遅延時間Ｔｘが短めの時間ｔｄ２に対応した規定時間内に収まることが確認できれば、遅延時間推定が成立とされる。

本実施形態の構成によれば、第１〜第３実施形態に記載の（１）〜（９）に加え、以下の効果を得ることができる。
（１０）返信電波Ｓｂの送信タイミングを変更するという簡素な態様によって、返信電波Ｓｂの固有の送信パターンを設定することができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、タイミング情報Ｓｔは、通信マスタ２３及び端末２４のそれぞれに予め登録されていてもよい。この場合、タイミング情報Ｓｔを通知する通信を不要にすることができる。

・各実施形態において、タイミング情報Ｓｔを通信マスタ２３及び端末２４のそれぞれに予め登録しておく方式の場合、複数のタイミングパターンを予めデータベースに保持しておき、特定の１つを選択的に使用するようにしてもよい。どのタイミングパターンを使用するのかは、例えば遅延時間推定の回数に応じて適宜変更するとよい。

・各実施形態において、タイミング情報Ｓｔは、暗号通信を通じて相手に送信されてもよい。
・各実施形態において、パターン設定部２７は、通信マスタ２３及び端末２４のそれぞれに設けられた計算式に規定のパラメータを代入する演算により、返信電波Ｓｂの送信パターンを設定してもよい。規定のパラメータは、前述のレスポンスコード、遅延時間推定の回数、送信の度に値がインクリメントされるローリングカウンタなど、種々の値が採用可能である。この場合、返信電波Ｓｂの送信パターンを、複製され難い安全な態様で生成するのに有利となる。

・各実施形態において、遅延時間推定は、遅延時間Ｔｘが全て規定時間内に収まるか否かを見ることに限定されない。例えば、遅延時間Ｔｘの平均値をとり、これが所定値内に収まるか否かにより判定してもよい。

・各実施形態において、レスポンスコードを返信電波Ｓｂと共用する場合、返信電波Ｓｂをレスポンスコードのどこに組み込むかは適宜変更可能である。
・各実施形態において、電子キー２側から送信電波Ｓａを送信して照合ＥＣＵ４に返信電波Ｓｂを返すようにすることで、電子キー２側で遅延時間推定及びパターン認証を実施してもよい。

・各実施形態において、パターン設定部２７や正否判定部２８は、通信マスタ２３及び端末２４のどちらに設けられていてもよい。
・各実施形態において、電子キーシステム３は、スマート通信を行うシステムに限定されず、他の通信形式や周波数を用いたシステムとしてもよい。

・各実施形態において、送信パターンは、返信電波Ｓｂの有り無しから設定する方式や送信タイミングを変化させる方式に限定されず、例えば返信電波Ｓｂの時間幅を変えるなど、他の方式に変更可能である。

・各実施形態において、それぞれ特有の思想を適宜組み合わせた実施例とすることが可能である。
・各実施形態において、通信マスタ２３は、照合ＥＣＵ４に限定されず、他の装置や機器に変更可能である。

・各実施形態において、端末２４は、電子キー２に限らず、種々の端末が採用可能である。
・各実施形態において、通信不正成立防止システム２２は、車両１に適用されることに限らず、他の装置や機器に採用してもよい。

・各実施形態において、通信不正成立防止システム２２は、半二重方式に限らず、全二重方式により通信を行ってもよい。

１…車両、２…端末の一例である電子キー、２２…通信不正成立防止システム、２３…通信マスタ、２４…端末、２７…パターン設定部、２８…正否判定部、Ｓａ…送信電波、Ｓｂ…返信電波、Ｔｘ…遅延時間、Ｓｔ…タイミング情報。

Claims (11)

1. 通信マスタからの送信電波を端末に受信させて当該端末から返信電波を返信させることにより、前記送信電波を送信してから前記返信電波を受信するまでの遅延時間を測定し、当該遅延時間から２者間の通信の正否を判定する通信不正成立防止システムにおいて、
   前記返信電波の送信パターンを設定するパターン設定部と、
   受信した前記返信電波の送信パターンを確認することにより、通信の正否を判定する正否判定部と
   を備えたことを特徴とする通信不正成立防止システム。
2. 前記通信マスタ及び端末の間で電波を送受信して前記遅延時間を測定する処理は、複数回実行され、
   前記正否判定部は、複数回送信される前記返信電波の送信パターンを確認して、通信の正否を判定する
   請求項１に記載の通信不正成立防止システム。
3. 前記通信マスタは、前記端末に登録されたＩＤの正否を確認するＩＤ照合と、前記遅延時間が規定時間内に収まるか否かを確認する遅延時間推定と、前記返信電波の送信パターンが正しいか否かを確認するパターン認証とを行い、これら全ての処理が成立することを確認すると、通信成立を許可する
   請求項１又は２に記載の通信不正成立防止システム。
4. 通信時に行われるＩＤ照合は、チャレンジコードを暗号鍵に通してレスポンスコードを求める演算を記通信マスタ及び端末の各々で行うことにより、当該レスポンスコードを比較するチャレンジレスポンス認証を備え、
   前記パターン設定部は、前記レスポンスコードから決まる送信パターンで前記返信電波を返信させる
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
5. 前記パターン設定部は、前記レスポンスコードの一部を前記返信電波として共用することにより、当該返信電波の送信を実行する
   請求項４に記載の通信不正成立防止システム。
6. 前記パターン設定部は、前記返信電波をどの送信パターンで返信するかのデータであるタイミング情報に基づき、当該返信電波の送信パターンを設定する
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
7. 前記タイミング情報は、前記通信マスタから前記端末に送信されて当該端末に通知される
   請求項６に記載の通信不正成立防止システム。
8. 前記タイミング情報は、前記通信マスタ及び端末のそれぞれに予め登録されている
   請求項６に記載の通信不正成立防止システム。
9. 前記パターン設定部は、前記通信マスタ及び端末のそれぞれに予め設けられた計算式に規定のパラメータを代入する演算により、前記返信電波の送信パターンを設定する
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
10. 前記パターン設定部は、前記返信電波の有り無しによって前記返信電波の送信パターンを設定する
    請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。
11. 前記パターン設定部は、前記通信マスタの電波を受信してから前記返信電波を送信するまでの時間を変化させることで、前記返信電波の送信パターンを設定する
    請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の通信不正成立防止システム。

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