JP2021075232A - セキュリティ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器の不正使用に対するセキュリティ性の確保を可能にしたセキュリティ装置を提供する。【解決手段】制御部２１は、機器４を作動させる際に必要な電子キー２の正否を、ネットワーク通信が可能な第１通信線９に接続された第１コントローラ８によって無線により確認する照合と、第１通信線９に接続されていない第２コントローラ１７と第１コントローラ８との間で、第１通信線９とは別の第２通信線１８を介して行われるペアリングとが、ともに成立したか否かを確認する。制御部２１は、電子キー２の照合が成立しつつ、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングも成立すると確認した場合に、第２コントローラ１７から作動許可信号Ｓｔを機器制御部１１に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、機器の不正使用を抑制するセキュリティ装置に関する。

従来、この種のセキュリティ装置として、例えば電子キーの正否を無線によって照合する電子キーシステムが周知である（特許文献１等参照）。この種の電子キーシステムでは、電子キーの電子キーＩＤの照合を、コントローラ（例えば、照合ＥＣＵ等）との間で無線を通じて実行され、電子キーＩＤの照合が成立すれば、機器の作動が許可又は実行される。車載用の電子キーシステムの場合、車両のコントローラと電子キーとの間で無線によるＩＤ照合が行われ、ＩＤ照合が成立すれば、車両ドアの施解錠操作やエンジン始動操作などが許可又は実行される。

特開２００５−２６２９１５号公報

ところで、この種の電子キーシステムでは、例えばＩＤ照合を行うコントローラがＩＤ照合の成立を確認したとき、コントローラから作動許可信号がエンジンＥＣＵ等に出力されて、エンジンの始動が許可される。この構成の場合、例えば第三者によってコントローラが外部からの攻撃に遭って不正に接続され、コントローラから作動許可信号がエンジンＥＣＵに出力されてしまうことも懸念される。よって、車両の不正使用や盗難に対するセキュリティ性を高めたいニーズがあった。

本発明の目的は、機器の不正使用に対するセキュリティ性の確保を可能にしたセキュリティ装置を提供することにある。

前記問題点を解決するセキュリティ装置は、機器を作動させる際に必要な電子キーの正否を、ネットワーク通信が可能な第１通信線に接続された第１コントローラによって無線により確認する照合と、前記第１通信線に接続されていない第２コントローラと前記第１コントローラとの間で、前記第１通信線とは別の第２通信線を介して行われるペアリングとが、ともに成立したか否かを確認することと、前記確認に基づく作動許可信号を、前記機器を制御する機器制御部に出力することとを行うように構成された制御部を備え、前記制御部は、前記電子キーの照合が成立しつつ、前記第１コントローラ及び前記第２コントローラのペアリングも成立すると確認した場合に、前記第２コントローラから前記作動許可信号を前記機器制御部に出力する。

本発明によれば、機器の不正使用に対するセキュリティ性を確保できる。

一実施形態のセキュリティ装置の構成図。 機器作動が許可される際に実行される認証の概要図。 外部接続端末を経由した不正接続の具体図。

以下、セキュリティ装置の一実施形態を図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の認証を無線通信によって実行する電子キーシステム３を備える。電子キーシステム３は、例えば電子キー２からの通信を契機に認証の通信を実行するスマートシステムであることが好ましい。電子キーシステム３は、電子キー２との間で行う認証の結果に基づき、車載された機器４の動作を制御する。機器４は、車両１のエンジン５や、車両ドアの施解錠を切り換えるドアロック装置（図示略）などであることが好ましい。

電子キーシステム３は、無線を通じた電子キー２の認証を実行する第１コントローラ８を備える。第１コントローラ８の一例は、照合ＥＣＵである。第１コントローラ８には、車両１に登録された電子キー２のＩＤ（本例の場合、「ＩＤａ」と記す）がメモリ（図示略）に登録されている。第１コントローラ８は、電子キー２に対してＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信し、電子キー２からＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する。すなわち、第１コントローラ８は、電子キー２とＬＦ−ＵＨＦの双方向通信を実行する。

第１コントローラ８は、外部のネットワークと通信可能に設けられた第１通信線９を通じて、他のコントローラ１０と通信したり、機器４を制御する機器制御部１１と通信したりする。第１通信線９は、例えば車両１に張り巡らされた車載ネットワークである。第１通信線９の経路上には、車載された各種コントローラを外部のネットワークに接続する外部接続端末１２が設けられている。外部接続端末は、ＩｏＴ（Internet of Things）端末であることが好ましい。外部接続端末１２は、車載された第１通信線９に接続された各種コントローラを、外部ネットワークとしてインターネットに接続する。機器制御部１１は、エンジン５を制御するエンジン制御部１３である。

車両１は、車載された機器４の不正使用を抑制するセキュリティ装置１６を備える。本例のセキュリティ装置１６は、第１コントローラ８との間で認証を実行する第２コントローラ１７を備える。第２コントローラ１７は、第１通信線９に接続されておらず、第１通信線９とは別の線である第２通信線１８を介して第１コントローラ８に接続されている。第２通信線１８は、例えば車内に設けられたＬＩＮ（Local Interconnect Network）である。第２コントローラ１７は、この第２通信線１８を介して、第１コントローラ８と認証を実行する。第２コントローラ１７には、第１コントローラ８との認証であるペアリングの確認時に使用するＩＤ（本例の場合、「ＩＤｂ」と記す）がメモリ（図示略）に登録されている。第２コントローラ１７は、例えば第１コントローラ８から離れた箇所に配置されることが好ましい。

第１通信線９及び第２通信線１８は、通信に各々異なるプロトコルが使用されている。プロトコルは、通信する際の手順や規約などの通信に係る決まり事のことをいう。
セキュリティ装置１６は、セキュリティ装置１６の物理的な構成として制御部２１を備える。制御部２１は、例えば数値計算、情報処理、データ処理等を実行するコンピュータである。制御部２１は、第２コントローラ１７に設けられている。

制御部２１は、電子キー２及び第１コントローラ８の間の照合の結果と、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７の間のペアリングの結果とを確認する確認部２２を備える。確認部２２は、第２コントローラ１７に設けられている。確認部２２は、電子キー２の正否を第１コントローラ８によって確認する照合（ＩＤ照合）と、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングとが、ともに成立したか否かを確認する。電子キー２のＩＤ照合は、電子キー２及び第１コントローラ８の各々に登録された「認証ＩＤａ」の一致を確認する認証である。第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングは、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７の各々に登録された「認証ＩＤｂ」の一致を確認する認証である。

制御部２１は、確認部２２の確認に基づく作動許可信号Ｓｔを出力する出力部２３を備える。出力部２３は、第２コントローラ１７に設けられている。出力部２３は、電子キー２の照合が成立しつつ、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングも成立すると確認部２２によって確認された場合に、第２コントローラ１７から機器制御部１１に作動許可信号Ｓｔを出力する。機器４がエンジン５の場合、出力部２３は、照合及びペアリングの成立が確認できると、作動許可信号Ｓｔとしてエンジン始動許可信号Ｓｔ１をエンジン制御部１３に出力する。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態のセキュリティ装置１６の作用について説明する。
図２に示すように、第１コントローラ８は、車両１の近傍に位置した電子キー２と無線による照合を実行する。電子キー２の照合は、例えば電子キー２からの通信を契機に電子キー２及び第１コントローラ８の間で無線によるＩＤ照合を行う場合、スマート照合である。電子キー２の照合は、例えば電子キー２に登録された認証ＩＤａと、第１コントローラ８に登録された認証ＩＤａとの一致を確認する認証である。

電子キー２のスマート照合には、電子キー２が車外に位置する際に実行する車外スマート照合がある。この車外スマート照合の通信は、例えば車両ドアの車外ドアハンドルがタッチ操作されたときや、車外ドアハンドルのロックボタンが操作されたときや、車両１の車外周囲に形成されたＬＦ電波のエリアに進入したときなどに開始されることが好ましい。電子キー２は、車外に送信されるＬＦ帯の電波を受信すると、これに応答すべく、車外スマート照合の通信を開始する。

なお、車外スマート照合は、認証ＩＤａの照合の他に、例えばチャレンジレスポンス認証を含んでもよい。チャレンジレスポンス認証では、電子キー２及び第１コントローラ８の一方から他方に、乱数からなるチャレンジコードを送信して所定の鍵によりレスポンスコードを演算させ、これを返信させる。チャレンジコードの送信側では、同様にチャレンジコードを自身の鍵により演算し、返信を受けたレスポンスコードと自身が演算したレスポンスコードとを比較し、これらの一致を確認する。第１コントローラ８は、車外スマート照合が成立することを確認すると、車両ドアの施解錠を許可又は実行する。

電子キー２のスマート照合には、電子キー２が車内に位置する際に実行する車内スマート照合がある。この車内スマート照合の通信は、例えば運転席のエンジンスイッチが操作されたときや、ユーザが乗車すべく車両ドアの開閉が検出されたときなどに開始されることが好ましい。電子キー２は、車内に送信されるＬＦ帯の電波を受信すると、これに応答すべく、車内スマート照合の通信を開始する。車内スマート照合は、認証ＩＤａの照合の他に、前述のチャレンジレスポンス認証を含んでもよい。

本例の場合、車内スマート照合の実行時、第２コントローラ１７は、第１コントローラ８とのペアリングを確認する。このペアリングは、例えばエンジンスイッチが操作されることを開始のトリガとしてもよい。第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングは、例えば第１コントローラ８に登録された認証ＩＤｂと、第２コントローラ１７に登録された認証ＩＤｂとの一致を確認する認証である。そして、これら両者の認証ＩＤｂが一致すれば、ペアリングが成立とされる。

確認部２２は、電子キー２及び第１コントローラ８の間で実行されたＩＤ照合の結果と、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７の間で実行されたペアリングの結果とを確認する。確認部２２は、ＩＤ照合及びペアリングがともに成立することを確認できると、その旨を通知するための認証成立通知Ｓｋを出力部２３に出力する。

出力部２３は、確認部２２から認証成立通知Ｓｋを入力すると、エンジン５の始動を許可する作動許可信号Ｓｔとして、エンジン始動許可信号Ｓｔ１をエンジン制御部１３に出力する。エンジン制御部１３は、出力部２３からエンジン始動許可信号Ｓｔ１を入力すると、エンジン５の始動が可能な状態となる。このため、ユーザがブレーキペダルを踏み込み操作しながらエンジンスイッチが操作された場合に、エンジン５を始動させることが可能となる。

図３に、外部ネットワークから外部接続端末１２を経由して不正使用の攻撃を受けた場合の一例を図示する。ところで、外部ネットワークであるインターネットに繋がるプロトコルは汎用プロトコルであるので、外部接続端末１２が搭載された車両１では、この汎用プロトコルに従って、外部接続端末１２から車内の第１通信線９に不正に侵入され、作動許可信号Ｓｔ（エンジン始動許可信号Ｓｔ１）を不正に出力させる行為が試みられることも想定される。また、外部接続端末１２が常時接続される場合、常に不正進入の危険性がある。

しかし、本例の場合、作動許可信号Ｓｔ（エンジン始動許可信号Ｓｔ１）を出力する第２コントローラ１７は、汎用プロトコルで通信される第１通信線９とは接続されておらず、ペアリングを実行する第１コントローラ８に対し、第１通信線９とは異なるプロトコルの第２通信線１８で接続されている。このため、第三者が外部接続端末１２を経由して第２コントローラ１７に攻撃を仕掛けても、第２コントローラ１７まで至ることができない。よって、第三者によって第２コントローラ１７から不正に作動許可信号Ｓｔ（エンジン始動許可信号Ｓｔ１）を出力される状況を生じ難くすることが可能となる。

上記実施形態のセキュリティ装置１６によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）セキュリティ装置１６の制御部２１は、機器４を作動させる際に必要な電子キー２の正否を、ネットワーク通信が可能な第１通信線９に接続された第１コントローラ８によって無線により確認する照合と、第１通信線９に接続されていない第２コントローラ１７と第１コントローラ８との間で、第１通信線９とは別の第２通信線１８を介して行われるペアリングとが、ともに成立したか否かを確認する。制御部２１は、照合及びペアリングの確認に基づく作動許可信号Ｓｔを、機器４を制御する機器制御部１１に出力する。制御部２１は、電子キー２の照合が成立しつつ、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７のペアリングも成立すると確認した場合に、第２コントローラ１７から作動許可信号Ｓｔを機器制御部１１に出力する。

本例の構成によれば、第２コントローラ１７は、第１コントローラ８が接続されている第１通信線９に接続されず、第２通信線１８によって第１コントローラ８に直接接続されている。これにより、例えば第三者が第１通信線９を介して第２コントローラ１７に不正に接続を試みようとしても、第１コントローラ８から第２通信線１８を経由しないと、第２コントローラ１７に至ることができない。このため、第２コントローラ１７への不正接続が困難になるので、第２コントローラ１７から不正に作動許可信号Ｓｔが機器制御部１１に出力される状況を生じ難くすることが可能となる。よって、機器４の不正使用に対するセキュリティ性を確保することができる。

（２）第１通信線９及び第２通信線１８は、通信に各々異なるプロトコルが使用されている。このため、例えば第１通信線９から第１コントローラ８を経由して第２コントローラ１７に不正に接続を試みようとした場合、第１通信線９及び第２通信線１８の通信に係る両方のプロトコルを知っていないと、第２コントローラ１７に至ることができない。よって、機器４の不正使用の抑制に一層寄与する。

（３）第１通信線９は、この第１通信線９に接続された外部接続端末１２（本例は、ＩｏＴ端末）を介して、ネットワークとしてのインターネットに接続されている。この構成の場合、例えば外部接続端末１２を経由して第１通信線９に不正に通信が接続されたとしても、第２コントローラ１７は第１通信線９には接続されていないので、第２コントローラ１７が不正接続の攻撃にさらされ難くなる。このため、第２コントローラ１７から不正に作動許可信号Ｓｔが出力され難くなる。よって、機器４の不正使用の抑制に一層寄与する。

（４）電子キー２は、車両用である。機器４は、車両１のエンジン５である。よって、車両１の不正使用や盗難を生じ難くすることができる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

［通信のプロトコルについて］
・第１通信線９のプロトコルは、汎用プロトコルに限定されず、種々のプロトコルを用いることができる。

・第２通信線１８のプロトコルは、第２通信線１８がＬＩＮの場合、ＬＩＮ特有のプロトコルが使用される。また、第２通信線１８のプロトコルは、第１通信線９のプロトコルと異なるものであればよい。

［第１コントローラ８及び第２コントローラ１７について］
・第１コントローラ８は、照合ＥＣＵに限定されず、電子キー２を認証するコントローラであればよい。

・第２コントローラ１７は、第１コントローラ８とのペアリングのみ実施するコントローラであることに限定されず、車載された機器４を制御する機能を有するコントローラでもよい。

・第２コントローラ１７は、車両に複数設けられてもよい。この場合、機器制御部１１は、全ての第２コントローラ１７から作動許可信号を受け付けたときのみ、機器４の作動が許可される。

［電子キー２の正否の認証について］
・電子キーシステム３は、スマートシステムに限定されず、例えば電子キー２からの通信を契機に電子キーＩＤを照合するワイヤレスキーシステムでもよい。

・電子キーシステム３は、例えば近距離無線を通じて電子キー２の正否を認証するイモビライザーシステムでもよい。
・電子キー２の正否の認証は、電子キーＩＤの照合と、チャレンジレスポンス認証とを含むものに限定されず、例えば車両１と電子キー２との間の距離の妥当性を判断する測距の認証としてもよい。

・電子キー２の正否を認証する方法は、電子キー２の正否を、無線を通じて行う態様のものであればよい。
・認証で使用する電波の周波数や通信方式は、種々のものに変更可能である。

［第１コントローラ８及び第２コントローラ１７の間のペアリングについて］
・ペアリングは、ＩＤを確認する認証に限らず、例えば暗号鍵を用いた認証など、互いが組であることを確認できる認証であればよい。

・ペアリングは、例えば運転席のエンジンスイッチが操作された際に実行されることに限らず、どのタイミングで実施されてもよい。
［第１通信線９及び第２通信線１８について］
・第１通信線９は、例えばＣＡＮ等の種々の通信線が適用できる。

・第２通信線１８は、有線に限定されず、無線としてもよい。
［作動許可信号Ｓｔについて］
・作動許可信号Ｓｔは、電子キー２の照合成立と、第１コントローラ８及び第２コントローラ１７の間のペアリング成立との両方を確認できたタイミングで出力されることに限定されず、例えばこれら照合及びペアリングが成立することを認識した状態で所定のトリガを検出した場合に、機器制御部１１に出力されてもよい。

・作動許可信号Ｓｔは、機器４の作動を許可することを通知できる情報やデータを有する信号であればよい。
［制御部２１について］
・制御部２１（コンピュータ）は、１つのコントローラに設けられることに限らず、複数のコントローラに亘って構築された部材でもよい。

・制御部２１（コンピュータ）は、自身が実行する全ての処理についてソフトウェア処理を行うものに限られない。たとえば、制御部２１は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行う専用のハードウェア回路（たとえば特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、制御部２１は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

［その他］
・ネットワーク通信は、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などを含む通信としてもよい。

・電子キー２は、例えば電子キーシステム３がイモビライザーシステムの場合、近距離無線の認証が可能な機能（例えば、トランスポンダ等）を備えたメカニカルキーとしてもよい。

・電子キー２は、主としてキー機能を有するキー端末に限定されず、例えば高機能携帯電話などの他の端末としてもよい。
・機器４は、エンジン５に限らず、第三者による不正使用を防止したい部材であればよい。

・機器制御部１１は、エンジン制御部１３に限らず、車載された種々のＥＣＵが適用可能である。
・外部接続端末１２は、ＩｏＴ端末に限定されず、外部のネットワークに接続可能な端末やデバイスであればよい。

・セキュリティ装置１６は、車両１に適用されることに限らず、種々の機器や装置に使用されてもよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）ネットワーク通信が可能な第１通信線に接続され、機器を作動させる際に必要な電子キーを、無線を通じて照合する第１コントローラと、前記第１通信線に接続されておらず、前記第１通信線とは別の第２通信線を介して前記第１コントローラとのペアリングを実行する第２コントローラとを備え、前記第２コントローラは、前記電子キーの照合が成立しつつ、前記第１コントローラ及び前記第２コントローラのペアリングも成立する場合に、前記機器を制御する機器制御部に作動許可信号を出力するセキュリティ装置。

（ロ）機器を作動させる際に必要な電子キーの正否を、ネットワーク通信が可能な第１通信線に接続された第１コントローラによって無線により確認する照合を実行することと、前記第１通信線に接続されていない第２コントローラと前記第１コントローラとの間で、前記第１通信線とは別の第２通信線を通じてペアリングを実行することと、前記第１コントローラによる前記電子キーの照合が成立しつつ、前記第１コントローラ及び前記第２コントローラのペアリングも成立する場合、前記機器を制御する機器制御部に作動許可信号を出力することとを備えたセキュリティ方法。

１…車両、２…電子キー、３…電子キーシステム、４…機器、５…エンジン、８…第１コントローラ、９…第１通信線、１０…他のコントローラ、１１…機器制御部、１２…外部接続端末、１３…エンジン制御部、１６…セキュリティ装置、１７…第２コントローラ、１８…第２通信線、２１…制御部、２２…確認部、２３…出力部、Ｓｔ…作動許可信号、Ｓｔ１…エンジン始動許可信号。

Claims (4)

1. 機器を作動させる際に必要な電子キーの正否を、ネットワーク通信が可能な第１通信線に接続された第１コントローラによって無線により確認する照合と、前記第１通信線に接続されていない第２コントローラと前記第１コントローラとの間で、前記第１通信線とは別の第２通信線を介して行われるペアリングとが、ともに成立したか否かを確認することと、
   前記確認に基づく作動許可信号を、前記機器を制御する機器制御部に出力することと
   を行うように構成された制御部を備えるセキュリティ装置であって、
   前記制御部は、前記電子キーの照合が成立しつつ、前記第１コントローラ及び前記第２コントローラのペアリングも成立すると確認した場合に、前記第２コントローラから前記作動許可信号を前記機器制御部に出力するセキュリティ装置。
2. 前記第１通信線及び前記第２通信線は、通信に各々異なるプロトコルが使用されている
   請求項１に記載のセキュリティ装置。
3. 前記第１通信線は、前記第１通信線に接続された外部接続端末を介して、ネットワークとしてのインターネットに接続されている
   請求項１又は２に記載のセキュリティ装置。
4. 前記電子キーは、車両用であり、
   前記機器は、車両のエンジンである
   請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のセキュリティ装置。

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