JP2020113852A - 車載通信システム、車載通信制御装置、車載通信装置、コンピュータプログラム、通信制御方法及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
車載通信制御装置は、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶しておき、受信したメッセージに付された認証子に対応する共通鍵を用いて判定を行う。よって車載通信制御装置は、共通の通信線を介して送受信される全てのメッセージについて、メッセージに付された認証子の正否を判定できる。車載通信制御装置は、正しくない認証子が付されたメッセージを受信した場合、この認証子の判定に用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対する通知を行う。
これにより各車載通信装置は、自身が記憶している共通鍵で認証子の正否を判定できるメッセージについては自身で判定を行い、自身で判定できないメッセージについては車載通信制御装置からの通知を受けることで、共通の通信線に正しくないメッセージが送信されたことを判断できるため、異なるセキュリティレベルの車載通信装置の混在が可能となる。
本発明の実施形態に係る車載通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1及び図2は、本実施の形態に係る車載通信システムの概要を説明するための模式図である。本実施の形態に係る車載通信システムは、車両1に搭載されたCGW(Central Gate Way)2と、3つのDC(Domain Controller)3A〜3Cと、9つのECU(Electronic Control Unit)4A〜4Iとを備えて構成されている。CGW2は、個別の通信線を介して3つのDC3A〜3Cにそれぞれ接続されている。DC3Aは、共通の通信線(いわゆるバス)を介して、3つのECU4A〜4Cに接続されている。DC3Bは、バスを介して3つのECU4D〜4Fに接続されている。DC3Cは、個別の通信線を介して、3つのECU4G〜4Iにそれぞれ接続されている。
(1)即時通知
(2)単数合意通知
(3)複数合意通知
DC3Aは、自身が受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部31bが不正であると判定した後、速やかに通知メッセージを送信する。この場合にDC3Aは、自身のMAC判定部31bの判定のみに基づいて通知メッセージの送信を行う。通知メッセージを最も早いタイミングで送信することができる方法である。
DC3Aは、自身が受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部31bが不正であると判定した後、他のECUが定期的に送信するキープアライブ信号の受信を待つ。いずれかのECUから不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合、DC3Aは、通知の必要なECUに対して通知メッセージの送信を行う。ECUは、キープアライブ信号に、例えば検出した不正なMACのセキュリティレベル又はこのMACが付されていたメッセージのID等に対応付けて、前回のキープアライブ信号の送信後に不正なMACを検出した回数等の情報を含めて送信する。DC3Aは、いずれか1つのECUから、自身が不正なMACを検出したセキュリティレベルと同じセキュリティレベルについて、不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合に、このセキュリティレベルより低いセキュリティレベルが設定されたECUへ通知メッセージを送信する。DC3Aは、ECUからのキープアライブ信号の受信後、速やかに通知メッセージを送信する。DC3Aが自身の判断のみでなく、少なくとも他の1つのECUの判断を待って通知メッセージを送信する構成であり、通知メッセージの信頼性を高めることができる。
DC3Aは、不正と判定したMACのセキュリティレベル以上のセキュリティレベルが設定された複数のECUについて、所定数(例えば過半数)のECUから不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合に、このセキュリティレベルより低いセキュリティレベルが設定されたECUへ通知メッセージを送信する。図示の例では、3つのECUからのキープアライブ信号を受信した後、DC3Aは速やかに通知メッセージを送信している。DC3Aが複数のECUからのキープアライブ信号を待って通知メッセージを送信することによって、通知メッセージの信頼性をより向上することができる。
図13は、実施の形態2に係るDC3A及びECU4A〜4Cによるメッセージ送受信の一例を示す模式図である。実施の形態2に係る車載通信システムでは、各ECU4A〜4Cは自身のセキュリティレベルに応じた1つの鍵a,bのみを記憶し、自身のセキュリティレベルより低いセキュリティレベルの鍵a,bを記憶しない。各ECU4A〜4Cは、自身が記憶している1つの鍵a,bを用いてMACを生成し、1つのMACを付したメッセージを送信する。図示の例では、セキュリティレベル2に対応する鍵bを記憶したECU4Aは、鍵bを用いたMAC(b)を生成し、メッセージにMAC(b)を付して送信する。このメッセージは、鍵bを記憶していないECU4B,4Cでは受信されない。DC3Aは、全セキュリティレベルの鍵a,bを記憶しており、受信したメッセージに付されたMAC(b)に対応する鍵bを用いて、このメッセージの正否を判定することができる。
図15は、実施の形態3に係るDC303A及びECU304A〜304Cによるメッセージ送受信の一例を示す模式図である。実施の形態3に係る車載通信システムでは、共通のCANバスに接続された複数のECU304A〜304Cは、それぞれ異なる鍵x〜zを1つ記憶している。このCANバスに接続されたDC303Aは、ECU304A〜304Cの鍵x〜zを記憶している。各ECU304A〜304Cは、自身が記憶している1つの鍵x〜zを用いてMACを生成し、1つのMACを付したメッセージを送信する。図示の例では、鍵xを記憶したECU304Aは、鍵xを用いたMAC(x)を生成し、メッセージにMAC(x)を付して送信する。
2 CGW
3A〜3C DC
4A〜4I ECU
31 処理部
31a MAC生成部
31b MAC判定部
31c 送受信処理部
31d 通知処理部
32 記憶部
32a プログラム
32b 鍵記憶部
33 CAN通信部
34 イーサネット通信部
41 処理部
41a MAC生成部
41b MAC判定部
41c 送受信処理部
41d 通知処理部
42 記憶部
42a プログラム
42b 鍵記憶部
43 CAN通信部
98,99 記録媒体
303A DC
304A〜304C ECU
Claims (22)
- 共通の通信線に接続される複数の車載通信装置と、前記共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置とを備える車載通信システムであって、
前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
前記車載通信装置は、
自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶する第1記憶部と、
前記第1記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定する第1認証子判定部と
を有し、
前記車載通信制御装置は、
各セキュリティレベルの共通鍵を記憶する第2記憶部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定する第2認証子判定部と、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定した場合に、当該判定にて前記第2認証子判定部が用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う第2通知部と
を有する、車載通信システム。 - メッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、
前記車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵とを前記第1記憶部に記憶し、
前記第1認証子生成部は、前記第1記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成する、請求項1に記載の車載通信システム。 - 前記車載通信装置の第1認証子判定部は、受信したメッセージに付された認証子のうち、自身の第1記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて正否を判定可能な認証子について判定を行う、請求項2に記載の車載通信システム。
- メッセージには1つの認証子が付され、
前記車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの共通鍵を前記第1記憶部に記憶し、
前記第1認証子生成部は、前記第1記憶部に記憶された1つの共通鍵を用いて、送信する他メッセージに対して付す1つの認証子を生成する、請求項1に記載の車載通信システム。 - 前記車載通信制御装置は、
前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた共通鍵とは異なる共通鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、
前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部と
を有する、請求項4に記載の車載通信システム。 - 前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第1認証子判定部が判定した場合に、前記車載通信制御装置に対して通知を行う第1通知部を有し、
前記車載通信制御装置の前記第2通知部は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定し、且つ、前記車載通信装置の前記第1通知部からの通知を受けた場合に、通知を行う、請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の車載通信システム。 - 前記車載通信装置は、周期的にキープアライブ信号を前記共通の通信線に対して送信しており、
前記第1通知部は、前記キープアライブ信号にて前記車載通信制御装置に対する通知を行う、請求項6に記載の車載通信システム。 - 共通の通信線に接続される複数の車載通信装置と、前記共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置とを備える車載通信システムであって、
前記車載通信装置毎に暗号鍵が定められており、
前記車載通信装置は、
自身に対して定められた暗号鍵を記憶する第1記憶部と、
前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部と
を有し、
前記車載通信制御装置は、
各車載通信装置の暗号鍵を記憶する第2記憶部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する暗号鍵を用いて判定する第2認証子判定部と
を有する、車載通信システム。 - 前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて判定する第1認証子判定部を有し、
前記車載通信制御装置は、
前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、
前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部と
を有する、請求項8に記載の車載通信システム。 - 前記車載通信制御装置は、
前記第2認証子判定部による判定をメッセージの送信完了前に行い、
前記メッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定した場合に、当該メッセージの送信完了前に、前記車載通信装置に当該メッセージを破棄させる処理を行う破棄処理部を有する、請求項8に記載の車載通信システム。 - 複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置であって、
前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
各セキュリティレベルの共通鍵を記憶する記憶部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定する認証子判定部と、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定した場合に、当該判定にて前記認証子判定部が用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う通知部と
を備える車載通信制御装置。 - 前記認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた共通鍵とは異なる共通鍵を用いて、別の認証子を生成する認証子生成部と、
前記受信したメッセージに前記認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部と
を備える、請求項11に記載の車載通信制御装置。 - 前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に通知を行い、
前記通知部は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定し、且つ、前記車載通信装置からの通知を受けた場合に、通知を行う、請求項11又は請求項12に記載の車載通信制御装置。 - 共通の通信線に接続される車載通信装置であって、
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する認証子生成部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定する認証子判定部と、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う通知部と
を備える、車載通信装置。 - 前記通知部は、前記共通の通信線に対して周期的に送信するキープアライブ信号にて通知を行う、請求項14に記載の車載通信装置。
- メッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、
前記記憶部は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と記憶し、
前記認証子生成部は、前記記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成する、請求項14又は請求項15に記載の車載通信装置。 - 前記認証子判定部は、受信したメッセージに付された認証子のうち、自身の記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて正否を判定可能な認証子について判定を行う、請求項16に記載の車載通信装置。
- メッセージには1つの認証子が付され、
前記記憶部は、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの共通鍵を記憶し、
前記認証子生成部は、前記記憶部に記憶された1つの共通鍵を用いて、送信する他メッセージに対して付す1つの認証子を生成する、請求項14又は請求項15に記載の車載通信装置。 - 複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続される車載通信制御装置に、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶部に記憶しておき、
前記車載通信制御装置に、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、当該判定にて用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う
処理を実行させる、コンピュータプログラム。 - 共通の通信線に接続される車載通信装置に、通信に係る処理を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶部に記憶しておき、
前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成し、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う
処理を実行させる、コンピュータプログラム。 - 複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続される車載通信制御装置が、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う通信制御方法であって、
前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
各セキュリティレベルの共通鍵を記憶部に記憶しておき、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、当該判定にて用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う、
通信制御方法。 - 共通の通信線に接続される車載通信装置が通信に係る処理を行う通信方法であって、
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶部に記憶しておき、
前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成し、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う、
通信方法。
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