JP2018178461A - ユーザ認証システム及びユーザ認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ認証をサーバで実行するにあたり、このユーザ認証を簡便に行うことができるユーザ認証システム及びユーザ認証方法を提供する。【解決手段】ユーザ存在確認部３１は、例えばユーザインターフェース装置等の車載機器３３へのタッチ操作を検出したとき、車両１を使用しようとしているユーザが近くに存在するか否かを確認するユーザ存在確認を実行する。ユーザ存在確認後、キー認証部３６は、車両１及び電子キー２の間の通信を通じて、電子キー２の正否を認証する。また、キー外部確認部３７は、車両１及びサーバ２６の間のネットワーク通信を通じ、サーバ２６において電子キー２の正否を確認する。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザの正否を認証するユーザ認証システム及びユーザ認証方法に関する。

従来、電子キーを通じて車両との間で無線によりＩＤ照合を行って車載装置の使用を許可又は実行する電子キーシステムが周知である（特許文献１等参照）。この種の車両においては、いま車両を使用しようとしているユーザが誰であるのかを、例えばネットワーク通信が可能なサービス事業者等のサーバに通知したいニーズがある。この場合、例えば電子キーのボタン操作をトリガとして車両をサーバにネットワーク接続し、電子キーの正否を、車両を通じてサーバで認証させる方法が想定される。

特開２００５−２６２９１５号公報

ここで、前述の方法の場合に、ユーザ認証の開始トリガを電子キーのボタン操作としているのは、認証を行うときのみ電子キーを起動させることにより、車両及び電子キーの不正通信防止やキー電源の省電力化を満足するためである。しかし、この方法は、電子キーをサーバで認証するにあたり、電子キーをわざわざ取り出して操作する必要があるので、認証作業が面倒である問題があった。

本発明の目的は、ユーザ認証をサーバで実行するにあたり、このユーザ認証を簡便に行うことができるユーザ認証システム及びユーザ認証方法を提供することにある。

前記問題点を解決するユーザ認証システムは、正規の電子キーを所持することで使用が許可される操作対象物がユーザによって操作されるとき、当該操作対象物に設けられた機器を通じてユーザ存在確認を行うユーザ存在確認部と、ユーザ存在確認ができた後、ユーザが所持する前記電子キーと前記操作対象物との間で当該電子キーの正否を認証するキー認証部と、ネットワーク通信が可能なサーバとの通信を通じて、前記電子キーを確認するキー外部確認部とを備えた。

本構成によれば、操作対象物に設けられた機器を通じてユーザ存在確認を行うので、ユーザ存在確認を行うにあたり、電子キーを使用する必要がない。よって、ユーザ存在確認を行うときに、電子キーをわざわざ操作する必要がないので、ユーザの利便性を確保することが可能となる。また、電子キーと操作対象物との間で認証を行うのみならず、サーバとの通信を通じて電子キーの正否も確認する。以上により、ユーザ認証をサーバで実行するにあたり、このユーザ認証を簡便に行うことが可能となる。

前記ユーザ認証システムにおいて、前記操作対象物は、車両であり、前記機器は、車内に設置された車載機器であり、前記ユーザ存在確認部は、前記車両の室内に設けられた前記車載機器を通じて、ユーザ存在確認を実行することが好ましい。この構成によれば、既設の車載機器を通じてユーザ存在確認を行うことが可能となるので、ユーザ存在を確認するにあたって、新たな部材を用意する必要がない。

前記ユーザ認証システムにおいて、前記キー外部確認部は、前記キー認証部による認証が成立するとともに、前記サーバにおいて前記電子キーが正しいものであることを確認すると、外部から前記操作対象物へのデータ転送を許可することが好ましい。この構成によれば、電子キーを所持した正規ユーザが操作対象物を操作するときのみ、外部から操作対象物へのデータ転送を許可することが可能となる。よって、データ転送のセキュリティ性を確保することが可能となる。

前記ユーザ認証システムにおいて、前記キー認証部が設けられた照合ＥＣＵと、前記機器との間の通信には、暗号通信が使用されていることが好ましい。この構成によれば、照合ＥＣＵと機器との間の暗号通信が正しく実行されないと、処理が完了できないので、不正使用に対するセキュリティ性の確保に一層有利となる。

前記ユーザ認証システムにおいて、前記ユーザ存在確認部は、前記ユーザ存在確認とともに、ユーザの正否を確認する認証も実行することが好ましい。この構成によれば、ユーザ存在確認を行うとき、ユーザの正否確認も併せて実行するので、ユーザ存在確認をより精度よく行うのに有利となる。

前記問題点を解決するユーザ認証方法は、正規の電子キーを所持することで使用が許可される操作対象物がユーザによって操作されるとき、当該操作対象物に設けられた機器を通じてユーザ存在確認部がユーザ存在確認を行うステップと、ユーザ存在確認ができた後、ユーザが所持する前記電子キーと前記操作対象物との間で、キー認証部により当該電子キーの正否を認証するステップと、ネットワーク通信が可能なサーバとの通信を通じて、キー外部確認部により前記電子キーを確認するステップとを備えた。

本発明によれば、ユーザ認証をサーバで実行するにあたり、このユーザ認証を簡便に行うことができる。

一実施形態のユーザ認証システムの構成図。 ユーザ認証の処理の流れを示すフローチャート。

以下、ユーザ認証システム及びユーザ認証方法の一実施形態を図１及び図２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と無線によりＩＤ照合を行って車載装置３を作動させる電子キーシステム４を備える。電子キーシステム４は、車両１からの通信を契機に狭域無線により電子キー２とＩＤ照合（スマート照合）を実行するキー操作フリーシステムである。キー操作フリーシステムは、電子キー２を直に操作することなく自動でＩＤ照合（スマート照合）が実行される。車載装置３は、例えばドアロック装置５やエンジン６などがある。

車両１は、ＩＤ照合を行う照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ１０と、エンジン６を制御するエンジンＥＣＵ１１とを備える。これらＥＣＵは、車内の通信線１２を通じて電気接続されている。通信線１２は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）である。照合ＥＣＵ９のメモリ（図示略）には、車両１に登録された電子キー２の電子キーＩＤが登録されている。ボディＥＣＵ１０は、車両ドア１３の施解錠を切り替えるドアロック装置５を制御する。

車両１は、車両１において電波を送信可能な送信アンテナ１６と、車両１において電波を受信可能な受信アンテナ１７とを備える。送信アンテナ１６は、例えば室外に電波を送信する室外アンテナと、室内に電波を送信する室内アンテナとを備え、ＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信する。受信アンテナ１７は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する。電子キーシステム４は、ＬＦ−ＵＨＦの双方向通信となっている。

電子キー２は、電子キー２の作動を制御するキー制御部２１と、電子キー２において電波を受信する受信部２２と、電子キー２において電波を送信する送信部２３とを備える。キー制御部２１のメモリ（図示略）には、電子キー２が有する固有の電子キーＩＤが書き込み保存されている。受信部２２は、ＬＦ電波を受信可能である。送信部２３は、ＵＨＦ電波を送信可能である。

車両１の駐停車時、電子キー２を起動させるウェイク信号が送信アンテナ１６からＬＦ電波によって送信されているとき、電子キー２は、ウェイク信号の通信エリアに進入して受信すると、待機状態から起動し、スマート通信を開始する。このとき、照合ＥＣＵ９は、起動した電子キー２との間でＩＤ照合（スマート照合）を実行する。このスマート照合には、例えば電子キーＩＤの正否を確認する電子キーＩＤ照合や、キー固有鍵（暗号鍵）を用いたチャレンジレスポンス認証などが含まれる。

照合ＥＣＵ９は、室外アンテナのウェイク信号によって起動した電子キー２と室外においてスマート照合（室外スマート照合）が成立することを確認すると、ボディＥＣＵ１０による車両ドア（図示略）の施解錠を許可又は実行する。また、照合ＥＣＵ９は、室内アンテナのウェイク信号によって起動した電子キー２と室内においてスマート照合（室内スマート照合）が成立することを確認すると、運転席に設けられたエンジンスイッチ（図示略）による車両電源の遷移操作（エンジン始動操作）を許可する。

車両１は、車両１の操作者を車両１の外部（本例はサーバ２６）で認証可能とするユーザ認証システム２７を備える。本例のユーザ認証システム２７は、操作対象物２８（本例は車両１）の周囲にユーザが存在するか否かのユーザ存在確認を行うとともに、電子キー２の正否を確認する認証を行って、操作対象物２８の不正使用を防止する。また、ユーザ認証システム２７は、車両１に乗車したユーザが誰であるのかをサーバ２６に通知するためのものでもある。

車両１は、車両１においてネットワーク通信を可能とする通信機２９を備える。通信機２９は、通信線１２に接続されることにより、車両１の各種ＥＣＵや装置等と通信が可能である。ネットワーク通信は、例えばインターネット通信であることが好ましい。また、通信機２９は、ＤＣＭ（Data Communication Module：車載通信機）であることが好ましい。

ユーザ認証システム２７は、電子キー２を通じて操作可能となる操作対象物２８（本例は車両１）にユーザが存在するか否かを確認するユーザ存在確認部３１を備える。ユーザ存在確認部３１は、照合ＥＣＵ９に設けられている。ユーザ存在確認部３１は、例えば正規の電子キー２を所持することで使用が許可される操作対象物２８がユーザによって操作されるとき、操作対象物２８に設けられた機器３２を通じてユーザ存在確認を行う。ユーザ存在確認を行うのは、ユーザがいないにも拘わらず電子キー２の認証を行ってしまうと、その作業が無駄になってしまうからである。機器３２は、例えば車内に配置された車載機器３３であることが好ましい。車載機器３３は、例えばカーナビゲーション装置のタッチパネルなどのユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）であることが好ましい。

ユーザ認証システム２７は、ユーザ存在確認ができた後に電子キー２及び操作対象物２８（本例は車両１）の間で電子キー２の正否を認証するキー認証部３６を備える。本例のキー認証部３６は、車両１側（照合ＥＣＵ９）に設けられた第１キー認証部３６ａと、電子キー２側（キー制御部２１）に設けられた第２キー認証部３６ｂとを備える。本例のキー認証部３６は、車両１と電子キー２との間で認証を行うことにより、車両１の周囲に正規の電子キー２が存在するか否かを確認する。

キー認証部３６による認証は、例えばチャレンジレスポンス認証やローリングコード認証であることが好ましい。チャレンジレスポンス認証は、例えば通信の相手側にチャレンジコードを送信して暗号鍵によりレスポンスコードを演算させ、自身も同様に演算したレスポンスコードと、相手側に演算させたレスポンスコードとを比較することにより、相手が正当であるか否かを認証するものである。また、ローリングコード認証は、通信の度に値が変化するローリングコードを確認することで、相手が正当であるか否かを認証するものである。

ユーザ認証システム２７は、サーバ２６において電子キー２を確認するキー外部確認部３７を備える。本例のキー外部確認部３７は、サーバ２６側に設けられた第１キー外部確認部３７ａと、電子キー２側（キー制御部２１）に設けられた第２キー外部確認部３７ｂとを備える。キー外部確認部３７は、サーバ２６において電子キー２の正否を認証することにより、操作対象物２８（本例は車両１）の使用者であるユーザの正否を確認する。

キー外部確認部３７による認証は、例えば電子キー２に認証データ生成機能を持たせ、操作対象物２８（本例は車両１）との暗号通信を正しく実行できたこと（キー認証部３６による認証が成立すること）を条件に、電子キー２の認証データ生成機能を通じてサーバ２６との認証を実行させるものである。キー外部確認部３７による認証は、前述したチャレンジレスポンス認証やローリングコード認証であることが好ましい。

次に、図２を用いて、本発明の実施例であるユーザ認証システム２７の作用及び効果を説明する。
図２に示すように、ステップ１０１において、ユーザ存在確認部３１は、車両１において外部（本例はサーバ２６）と通信を開始する操作を検出すると、開始要求を通信機２９からサーバ２６にネットワーク送信する。開始要求は、サーバ２６に対し、車両１の操作者の正否を確認する作業を開始させる要求である。外部と通信を開始する操作には、例えば車載機器３３であるユーザインターフェース装置の画面に外部接続ボタンを表示させ、これが画面上でタッチ操作されることなどが挙げられる。

ステップ１０２において、キー外部確認部３７は、車両１から開始要求を受信すると、電子キー２の正否をサーバ２６において確認するのに必要な第１認証データＤ１を電子キー２に送信させる旨の要求として、第１認証データ要求Ｓａを車両１にネットワーク送信する。

ステップ１０３において、ユーザ存在確認部３１は、サーバ２６から第１認証データ要求Ｓａを受信すると、車両１を使用しようとしているユーザが近くに存在するか否かを確認するユーザ存在確認を実行する。本例のユーザ存在確認は、例えば所定時間内に車載機器３３（ユーザインターフェース装置）がタッチ操作されたか否かとする。ここで、ユーザ存在確認ができれば、ステップ１０４に移行する。一方、ユーザ存在確認ができなければ、処理を強制終了する。

ステップ１０４において、車両１側の第１キー認証部３６ａは、電子キー２との認証を実行するために、その認証に必要な第２認証データＤ２を生成する。この第２認証データＤ２は、例えばチャレンジレスポンス認証の場合、チャレンジコードであり、ローリングコード認証の場合、ローリングコードである。

そして、第１キー認証部３６ａは、生成した第２認証データＤ２を電子キー２に送信する。このとき、第１キー認証部３６ａは、第２認証データＤ２とともに、サーバ２６から得た第１認証データ要求Ｓａも電子キー２に送信する。また、第１認証データ要求Ｓａ及び第２認証データＤ２は、電子キーシステム４の通信網を用いて、室内アンテナ（送信アンテナ１６）からＬＦ電波によって電子キー２に送信されることが好ましい。

ステップ１０５において、電子キー２側の第２キー認証部３６ｂは、車両１から送信された第２認証データＤ２を受信すると、この第２認証データＤ２を検証する。すなわち、第２キー認証部３６ｂは、車両１から受信した第２認証データＤ２を基に、チャレンジレスポンス認証やローリングコード認証を行って、これら認証が成立するか否かを確認する。そして、第２認証データＤ２の認証が成立すれば、ステップ１０６に移行し、第２認証データＤ２の認証が不成立であれば、処理を強制終了する。

ステップ１０６において、電子キー２側の第２キー外部確認部３７ｂは、第２認証データＤ２の検証が成立と判断されると、第１認証データ要求Ｓａの受信に対する作動として、第１認証データＤ１を生成する。第１認証データＤ１は、例えばサーバ２６との間でチャレンジレスポンス認証やローリングコード認証を行うのに必要なものであって、電子キー２に設けられた認証データ生成機能を通じて生成される。

第２キー外部確認部３７ｂは、第１認証データＤ１を生成すると、これを電子キーシステム４の通信網を通じて、車両１に送信（ＵＨＦ送信）する。車両１（照合ＥＣＵ９）は、電子キー２から送信された第１認証データＤ１を受信アンテナ１７で受信すると、これを通信機２９からサーバ２６に転送（ネットワーク送信）する。

ステップ１０７において、サーバ２６側の第１キー外部確認部３７ａは、電子キー２から送信された第１認証データＤ１を、車両１を経由して受信すると、第１認証データＤ１を検証する。すなわち、第１キー外部確認部３７ａは、電子キー２から取得した第１認証データＤ１を基に、電子キー２及びサーバ２６の間でチャレンジレスポンス認証やローリングコード認証が成立するか否かを確認する。第１キー外部確認部３７ａは、第１認証データＤ１の認証が成立すると判断したとき、正規ユーザが車両１に存在すると認識する。一方、第１キー外部確認部３７ａは、第１認証データＤ１の認証が不成立であると判断したとき、正規ユーザが車両１に存在しないと認識する。

サーバ２６は、第１認証データＤ１の認証が成立すると判断されたとき、例えば外部（サーバ２６）から操作対象物２８（車両１）へのデータ転送を許可する。これは、車両１に正規ユーザが存在すると判定されているので、個人的な各種情報（例えばクラウド上の各種データ）を車両１の車載機器３３（ユーザインターフェース装置）に送信しても問題ないと判断できるからである。よって、正規ユーザであれば、ユーザインターフェース装置上で個人的な各種情報を選択したり表示したりすることが可能となる。

さて、本例の場合、車両１に設けられた車載機器３３（本例はユーザインターフェース装置）を通じてユーザ存在確認を行うので、ユーザ存在確認を行うにあたり、電子キー２を使用する必要がない。よって、ユーザ存在確認を行うときに、電子キー２をわざわざ操作する必要がないので、ユーザの利便性を確保することが可能となる。また、車両１及び電子キー２の間で認証を行うのみならず、サーバ２６との通信を通じて電子キー２の正否も確認する。以上により、ユーザ認証をサーバ２６で実行するにあたり、このユーザ認証を簡便に行うことができるようになる。

ユーザ存在確認部３１は、車両１の室内に設けられた車載機器３３を通じて、ユーザ存在確認を実行する。よって、既設の車載機器３３を通じてユーザ存在確認を行うことが可能となるので、ユーザ存在を確認するにあたって、新たな部材を用意する必要がない。

キー外部確認部３７は、キー認証部３６による認証が成立するとともに、サーバ２６において電子キー２が正しいものであることを確認すると、サーバ２６から車両１へのデータ転送を許可する。このため、電子キー２を所持した正規ユーザが車両１を操作するときのみ、サーバ２６から車両１へのデータ転送を許可することが可能となる。よって、データ転送のセキュリティ性を確保することができる。

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。
・キー認証部３６（第１キー認証部３６ａ）が設けられた照合ＥＣＵ９と、機器３２（車載機器３３）との間の通信には、暗号通信が使用されてもよい。すなわち、ユーザインターフェース装置と照合ＥＣＵ９とが別デバイスの場合、両者の繋ぐ通信線１２での通信を暗号通信としてもよい。この場合、照合ＥＣＵ９と機器３２との間の暗号通信が正しく実行されないと、処理が完了できないので、不正使用に対するセキュリティ性の確保に一層有利となる。

・ユーザ存在確認部３１は、ユーザ存在確認とともに、ユーザの正否を確認する認証を実行してもよい。すなわち、ユーザ存在確認時に認証行為を加えてもよい。この認証としては、例えばユーザインターフェース装置としてタッチパネルやタッチパッドを用いる場合、指紋認証や特定パターン入力とすることが可能となる。また、これ以外としては、音声入力の場合、声紋による認証としてもよい。

・機器３２は、車載機器３３（ユーザインターフェース装置）に限定されず、他のものに適宜変更できる。
・ユーザ存在確認は、ユーザインターフェース装置へのタッチ操作に限定されず、任意の装置が利用可能である。例えば、カーナビゲーションシステムの画面を遠隔操作可能なタッチパッド、パワーウィンドウ装置のスイッチ、音声入力が可能なマイクなどに変更してもよい。

・ユーザ存在確認は、車両１からサーバ２６に開始要求が送られる前に実施されてもよい。
・ユーザ存在確認は、車両１にユーザが居ることが確認できる処理であればよい。

・キー認証部３６による認証や、キー外部確認部３７による認証は、例えばスマート照合（室内スマート照合や室外スマート照合）と同じ処理としてもよい。
・キー認証部３６による認証は、認証データが１度のみ使用可能なワンタイムパスワード方式であれば、種々の態様のものを使用可能である。なお、これは、キー外部確認部３７による認証も同様である。

・電子キーシステム４は、使用する周波数、通信方式、アンテナ構成、アンテナ数などを適宜変更してもよい。
・電子キーシステム４は、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）を用いた構成としてもよい。

・電子キー２は、例えば高機能携帯電話等の他の端末に変更してもよい。
・操作対象物２８は、車両１以外のものに変更してもよい。
・ユーザ認証システム２７は、車両１の制御プログラムや制御データを配信するシステムに適用してもよい。

・カーナビゲーション装置の更新処理に、本例のユーザ認証システム２７を適用してもよい。
・ユーザ認証システム２７は、車両１に適用されることに限定されず、他の装置や機器に使用されてもよい。

１…車両、２…電子キー、９…照合ＥＣＵ、２６…サーバ、２８…操作対象物、３１…ユーザ存在確認部、３２…機器、３３…車載機器、３６…キー認証部、３６ａ…第１キー認証部、３６ｂ…第２キー認証部、３７…キー外部確認部、３７ａ…第１キー外部確認部、３７ｂ…第２キー外部確認部。

Claims (6)

1. 正規の電子キーを所持することで使用が許可される操作対象物がユーザによって操作されるとき、当該操作対象物に設けられた機器を通じてユーザ存在確認を行うユーザ存在確認部と、
   ユーザ存在確認ができた後、ユーザが所持する前記電子キーと前記操作対象物との間で当該電子キーの正否を認証するキー認証部と、
   ネットワーク通信が可能なサーバとの通信を通じて、前記電子キーを確認するキー外部確認部と
   を備えたユーザ認証システム。
2. 前記操作対象物は、車両であり、
   前記機器は、車内に設置された車載機器であり、
   前記ユーザ存在確認部は、前記車両の室内に設けられた前記車載機器を通じて、ユーザ存在確認を実行する
   請求項１に記載のユーザ認証システム。
3. 前記キー外部確認部は、前記キー認証部による認証が成立するとともに、前記サーバにおいて前記電子キーが正しいものであることを確認すると、外部から前記操作対象物へのデータ転送を許可する
   請求項１又は２に記載のユーザ認証システム。
4. 前記キー認証部が設けられた照合ＥＣＵと、前記機器との間の通信には、暗号通信が使用されている
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
5. 前記ユーザ存在確認部は、前記ユーザ存在確認とともに、ユーザの正否を確認する認証も実行する
   請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
6. 正規の電子キーを所持することで使用が許可される操作対象物がユーザによって操作されるとき、当該操作対象物に設けられた機器を通じてユーザ存在確認部がユーザ存在確認を行うステップと、
   ユーザ存在確認ができた後、ユーザが所持する前記電子キーと前記操作対象物との間で、キー認証部により当該電子キーの正否を認証するステップと、
   ネットワーク通信が可能なサーバとの通信を通じて、キー外部確認部により前記電子キーを確認するステップと
   を備えたユーザ認証方法。