JP3573662B2

JP3573662B2 - データ送信方法及びデータ送信装置

Info

Publication number: JP3573662B2
Application number: JP20081299A
Authority: JP
Inventors: 清巳近藤
Original assignee: Ｎｅｃマイクロシステム株式会社
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JP2001028583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ送信方法及びデータ送信装置に関し、特に、暗号化が容易であり送信開始が速いデータ送信方法及びデータ送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キーレスエントリーシステムでは、所有者のみが有するＩＤコードが一致しない限り、セキュリティ機能を解除されてはいけない。しかし、キーレスエントリーが使用する信号は空中伝播であるため、外部からモニタリングすることは容易であり、セキュリティ機能が解除される恐れがある。一方、送信キーが送信する送信コードは、「ＩＤコード（固定コード（変化しないコード））」または、「ＩＤコード（固定コード（変化しないコード））＋ローリングコード（キー押下ごとに変化するコード）」が一般的であるので、赤外線を利用したシステムにおいては、民生用に市販されている学習リモコンで、送信キーから送信される送信コードを記憶し、セキュリティを解除することが可能である。また、近年、赤外線に代わり電波方式が採用されて先ほどの方法を回避できるが、電波信号内容をモニタすればやはり容易に、同等の信号を作成することが可能である。
【０００３】
このような作成を防ぐために、送信キー側又はシステム全体としてセキュリティ機能を向上する必要がある。そのための方法としては、
１．送信コードの暗号化
１）漸化式、原始多項式
２）乱数を利用した暗号化演算係数の選択
２．送信機と受信機の間で、相互通信を行うセキュリティ機能の向上
があるが、このようなセキュリティ機能向上のための方法には、以下の点が問題になる。
【０００４】
暗号化が無い場合の問題点：
固定コード、および、ローリングコードの位置、および、コード内容が解析されやすい。
暗号化方式を採用した場合の問題点：
複雑な暗号化演算を行った場合、演算結果を記憶する領域が必要となり、また実際の送信を開始するまでに時間を要してしまう。キーレスエントリーのシステム上、送信側でキーが押されてから、受信側のアクチュエータが動作完了するまでの動作時間は、慣例的に２００ｍｓまでが感覚上違和感がないことになっている。そのため、暗号化計算時間が長い場合、１ｂｉｔの送信時間を短くしなければならない。また、１ｂｉｔの送信時間を短くした場合、受信側のＣＰＵへの負荷が増大する。
【０００５】
乱数発生を採用した場合の問題点：
専用の回路か、擬似的な乱数コード表を設けなければならない。このことは、送信機に使用するマイコンの回路を追加するか、膨大なＲＯＭ容量を必要とする。また、送信機に要求される機能には、
１）小型化（キーとヘッド一体型のキーシリンダーとでエンジン始動）
２）電池交換不要（ＩＤコードの書き換えがなされない）→消費電流の低減
３）低価格化（→低機能マイコンまたは、専用回路化）
４）キーの押下から受信側のアクチュエータ動作完了まで約２００ｍｓ程度
という制約があるので、高機能なマイコンを使用することができない。
【０００６】
次に、特開平８−２６０７８３号を参考に従来技術の欠点を以下に説明する。
１）複数フレームを送信する認証方法（特開昭５９−１３４２８５号）
補助コードが少ないとコードが盗聴されやすい。補助コードが多いと、記憶容量が膨大であり、移動していた場合、完全に、受信側に伝達できない（複数フレームで送信すると、途中のデータが欠落する恐れがある。）。
２）ＩＤコード＋ローリングコードのみの認証方法（実開昭６２−００１２６７号）
２回の操作で解除される。次に送られるコードを容易に作成できる。
３）受信側システムと乱数による認証方式（特開平４−８１３４４）
イグニッションＯＮ時に盗聴されやすい。送信機に乱数発生回路が必要である。
４）システムとして送受信による認証方式（特開平４−７６１７５号）
送信機側に受信機能を搭載する必要が生じてしまう。複数フレームで送受信による認証方法であるので、１）の場合と同様な問題が発生する。
５）複数個の固定コードを持つ方式（特開平４−３３６１８５号）
キー操作ごとに、固定コードも変更しているので、コードの変更とＩＤコードの認証方法が非常に煩わしい。
６）キー操作時間＋乱数発生テーブル（特開平７−９５６６７号）
キー操作時間を乱数表に使用しているが、キーが押下されている間、マイコンが動作しつづけなければならず、電池寿命が短くなる。また、キー操作時間を乱数的に操作することは、意識しない限り非常に困難である。
７）乱数発生回路を使用する方法（特開平８−２６０７８３号）
送受信機に乱数発生回路が必要になる。乱数データと解除コードを付加しているだけであり、ＩＤコード＋可変コード（乱数コード＋解除コード）で送信されるので、送信されるデータの中で、変化する個所が限定されてしまって解析されやすい。
８）暗号化計算方法（特開平８−１７０４５７号）
固定コード＋ローリングコードをブロック化し、ブロック毎に漸化式または原始多項式で計算し、また暗号化係数を基に計算ループも決めているため、キーが押されてから暗号化コードが生成されるまでに、時間を要してしまう。また、ブロック毎に暗号化計算を行っているため、計算結果を記憶しておかなければならない。この方式では、記憶容量と計算速度が限られたマイコンの使用は難しい。
【０００７】
マイコンの性能を上げることなく送信コード（ＩＤコード＋ローリングコード）を暗号化することができることが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、キーが押されてから暗号化コードが生成されるまでの時間及び送信開始までの時間の短縮化が可能であるデータ送信方法及びデータ送信装置を提供することにある。本発明の他の課題は、マイコンの性能を上げることなく送信コード（ＩＤコード＋ローリングコード）を暗号化することができるデータ送信方法及びデータ送信装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデータ送信方法は、キー押下毎にローリングコードを変化させること、変化を受けたローリングコードに基づいてＩＤコードと付加コードを分割すること、分割を受けたＩＤコードと付加コードとにより送信コードを暗号化することとからなる。キー押下ごとに暗号化数列の始まり位置が異なるので、簡単な並べ替えで計算が実質的にない暗号化が可能である。
【００１０】
更に、変化を受けたローリングコードに基づいてＩＤコードの送信開始位置を変化させることが付加されることが好ましい。ローリングコードの変化に対応して、分割位置の他に送信開始位置を変化させることができ、暗号化の容易性を維持しながら、更に暗号化を進めることができる。
【００１１】
変化を受けたローリングコードに基づいてローリングコードを分割すること、分割を受けたローリングコードに基づいて送信コードを更に暗号化することがより好ましい。自らの変化によって自らの分割態様を変化させて、暗号化の容易性を維持しながら更に暗号化を進めることができる。
【００１２】
変化を受けたローリングコードに基づいてＩＤコードとともにローリングコードの送信開始位置を変化させることはより好ましい。変化を受けたローリングコードに基づいてローリングコードの送信タイミングを変化させることもより好ましい。変化を受けたローリングコードに基づいて付加コードの数を変化させることも可能である。このようにローリングコードの変化は、多様な暗号化を促進し、暗号化を複雑にしない。
【００１３】
本発明によるデータ送信装置は、キー押下毎にローリングコードを変化させるプロセッサと、変化を受けたローリングコードに基づいてＩＤコードと付加コードを分割するプロセッサと、分割を受けたＩＤコードと付加コードとにより送信コードを暗号化するプロセッサとからなる。変化を受けたローリングコードに基づいてＩＤコードの送信開始位置を変化させるプロセッサ、更に、変化を受けたローリングコードに基づいてローリングコードを分割するプロセッサと、分割を受けたローリングコードに基づいて送信コードを更に暗号化するプロセッサとからなり、暗号化が容易な送信装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図に一致対応して、本発明によるデータ送信装置の実施の形態は、キーレスエントリ用送信機には、コード記憶領域とマイクロプロセッサとが設けられている。そのキーレスエントリ用送信機１のコード記憶領域２には、図１に示されるように、特別なタイミング以外では書き込みが不可能なＩＤコード記憶領域３と、キー押下ごとに１が加算されるローリングコード記憶領域４と、暗号化処理されたＩＤコードとローリングコードの両方に付加されるコードを記憶する付加コード記憶領域５とが設けられている。
【００１５】
プロセス群を実行するマイクロプロセッサ６は、記憶領域に格納されたコードに対して下記機能を有している：
１）ＩＤコード、ローリングコード、付加コードを分割する機能
２）ローリングコードの値からＩＤコードの送信開始位置を算出する機能
３）ローリングコードの値が示す分割された付加コードの値とで付加コード数を
変化させる機能
４）ＩＤコードの送信開始位置が示す値によりローリングコードの送信タイミングを変化させる機能
５）ＩＤコード、ローリングコード、付加コードを交互に送信する機能
【００１６】
これらの機能の処理により暗号化と送信制御が行われる。図２及び図３はその動作方法を示し、図４は実際のコード値の処理例を示している。キーが押下された後、Ｓｔｅｐ１では、送信コードをマイコンで扱いやすい４ｂｉｔ単位に分割する。ＩＤコードは、５ｂｙｔｅデータであるので１０分割する。ローリングコードは１ｂｙｔｅデータであるので２分割する。付加コード（図４のDummy code）は、８ｂｙｔｅであるので１６分割する。
【００１７】
Ｓｔｅｐ２では、次のように係数が計算される。ローリングコード値は”４”であるので、”１”を加算して”５”が記憶領域４に書き込まれる（図４のｓｔｅｐ２）の２行目）。ローリングコード値が”５”であるので分割したＩＤコードの取り出し位置は”５”が算出される（ｓｔｅｐ１）のＡｃｏｄｅの数列の６番目の”５”に送信開始データが同定される）。ローリングコード値が”５”であるので分割した付加コードの取り出し位置は”５”が算出される（図４のｓｔｅｐ２）の３行目）。ＩＤコードの取り出し位置で示される値が”５”であるので、ローリングコードが送信されるタイミングは”５ｂｌｏｃｋ”となる（図４のｓｔｅｐ２）の４行目）。付加コードの取り出し位置で示される値が”０”であり、ローリングコード値が”５”であるので、付加コードの送信長は”１０”となる（図４のｓｔｅｐ２）の５行目の計算）。
【００１８】
Ｓｔｅｐ３では、Ｓｔｅｐ２で求められた係数に基づいて送信を開始する。送信する際には、ＩＤコードと付加コードまたはローリングコードを交互に取り出す。第０ブロックから第４ブロックまでは、ＩＤコードの数列（５４０２５）とＣコードの数列（０７５１２）とから、順次に交互に取り出されて送信され、数列（５０４７０５２１５２）が送信される。次に、ＩＤコードの次の数列（８６）とＢコードの数列（０５）とから順次交互に取り出されて送信され、数列（８０６５）が送信される。このような送信は、次の規則によっている。
【００１９】
１）ＩＤコードを取り出す位置から４ｂｉｔデータ（５４０２５８６８４２）を取り出してそれを送信する。１回目のデータをローリングコードの送信開始タイミングとする。全ＩＤコードが送信されたら下記２）へ以降する。
２）ローリングコードの送信開始タイミングでなければ、付加コードを取り出し位置から４ｂｉｔデータを取り出して送信する。ローリングコードの送信であれば、ローリングコードを送信する。全付加コードおよびローリングコードを送信したらＳｔｅｐ５に移行する。
３）各コードの次のデータの取り出し位置を計算する。
【００２０】
Ｓｔｅｐ４では、４ｂｉｔの送信コードを付加コードに保存する。保存後、Ｓｔｅｐ３に戻る。Ｓｔｅｐ５では、全送信コードを送信終了の確認をし、”終了”であればその送信処理を終了する。
【００２１】
図５は、公知方法と本発明方法の暗号化コードの生成とそれの送信の時刻列を示している。特開平８−１７０４５７号で示される暗号化処理（特開平８−１７０４５７号の図４、５を参照）では、参考のため添付した図５の上側半分に示されるように、暗号化係数によって処理回数が決定されるため、送信キーが押されてから暗号化された送信コードが送出されるまでに長い時間を要するのに対し、既述の実施の形態によれば、図５の下側半分に示されるように、ローリングコードの１加算、付加コード長の計算をするだけであるので、送信開始時間が短くてすむことになる。また、送信開始するまでに、特開平８−１７０４５７号で示すような暗号化された送信コードを記憶しておく保持領域を必要としない。更に、送信中に次の送信コードを選択する処理を実行することができる。
【００２２】
また、実施の形態が示すように送信中にも、付加コードを書き換えてしまうため、たとえローリングコードが同一でも、付加されるデータが一致しないので、複雑な回路（乱数発生回路）、複雑な計算（暗号化計算）を要せずに送信コードの暗号化が可能になる。また、受信機側において、送信コードをすべて受信した後で解析処理をしなくても、受信中であっても、ＩＤコードを解析することが可能であるので、送信キーを押してからセキュリティ解除までに多大な時間を必要としない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によるデータ送信方法及びデータ送信装置は、簡単な演算で盗難防止されにくくすることが可能である。マイコンの性能を上げることなく、小型で安価なマイコンにより、送信コードを暗号化することができ、キーが押されてから暗号化コードが生成されるまでの時間の短縮化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるデータ送信装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明によるデータ送信方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示す本発明によるデータ送信方法の実施の形態の続きを示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明によるデータ送信方法の詳細を示す送信のタイミングチャートである。
【図５】図５は、公知方法と本発明方法を比較するタイミングチャートである。
【符号の説明】
６…（マイクロ）プロセッサ

Claims

ローリングコードとＩＤコードと付加コードとを格納する記憶手段と、第１処理手段と、第２処理手段と、第３処理手段とを具備する送信機を用いたデータ送信方法であって、
前記ローリングコードは、キー押下毎に変化するデータであり、
前記ＩＤコードは、識別番号を示すデータであり、
前記付加コードは、前記ＩＤコードに組合されて送信され、送信毎に変化するデータであり、
前記第１処理手段が、前記キー押下毎に前記ローリングコードを変化させること、
前記第２処理手段が、前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、前記ＩＤコードと前記付加コードの各々を所定のデータ単位毎に複数に分割すること、
前記第３処理手段が、前記複数に分割された前記ＩＤコードと前記複数に分割された前記付加コードとにより、前記ＩＤコードと前記付加コードとを組み合わせて暗号化した送信用のデータとしての送信コードを生成すること
を具備するデータ送信方法。
請求項１において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、前記複数に分割された前記ＩＤコードのうちの最初に送信されるデータの位置を示す送信開始位置を変化させること
を具備するデータ送信方法。
請求項１において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、前記変化を受けた前記ローリングコードを所定のデータ単位毎に複数に分割すること、
前記第３処理手段が、前記複数に分割された前記ローリングコードに基づいて、前記ローリングコードと前記ＩＤコードと前記付加コードとを組み合わせて暗号化した送信用のデータとしての前記送信コードを生成すること
を具備するデータ送信方法。
請求項３において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記複数に分割された前記ＩＤコード及び前記ローリングコードの各々において最初に送信されるデータの位置を示す送信開始位置を、それぞれ変化させること、
前記第３処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記送信コードにおける前記ローリングコードの送信時期としての送信タイミングを変化させること
を具備するデータ送信方法。
請求項３において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記付加コードのうちの前記送信コードに含ませるデータ数を変化させること
を具備するデータ送信方法。
請求項１乃至５の少なくとも一つにおいて、更に、
前記第３処理手段が、前記暗号化された前記送信コードの全部又は一部を前記付加コードとして前記記憶部に格納すること
を具備するデータ送信方法。
キー押下毎にローリングコードを変化させる第１処理手段と、
前記ローリングコードは、前記キー押下毎に変化するデータであり、
前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、ＩＤコードと付加コードの各々を所定のデータ単位毎に複数に分割する第２処理手段と、
前記ＩＤコードは、識別番号を示すデータであり、
前記付加コードは、前記ＩＤコードに組合されて送信され、送信毎に変化するデータであり、
前記複数に分割された前記ＩＤコードと前記複数に分割された前記付加コードにより、前記ＩＤコードと前記付加コードとを組み合わせて暗号化した送信用のデータとしての送信コードを生成する第３手段と
を具備するデータ送信装置。
請求項７において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、前記複数に分割された前記ＩＤコードのうちの最初に送信されるデータの位置を示す送信開始位置を変化させる
データ送信装置。
請求項７において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けた前記ローリングコードに基づいて、前記変化を受けた前記ローリングコードを所定のデータ単位毎に複数に分割し、
前記第３処理手段が、前記複数に分割された前記ローリングコードに基づいて、前記ローリングコードと前記ＩＤコードと前記付加コードとを組み合わせて暗号化した送信用のデータとしての前記送信コードを生成する
データ送信装置。
請求項９において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記複数に分割された前記ＩＤコード及び前記ローリングコードの各々において最初に送信されるデータの位置を示す送信開始位置を、それぞれ変化させること、
前記第３処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記送信コードにおける前記ローリングコードの送信時期としての送信タイミングを変化させること
を具備するデータ送信装置。
請求項９において、更に、
前記第２処理手段が、前記変化を受けたローリングコードに基づいて、前記付加コードのうちの前記送信コードに含ませるデータ数を変化させること
を具備するデータ送信装置。
請求項７乃至１１の少なくとも一つにおいて、更に、
前記第３処理手段が、前記暗号化された前記送信コードの全部又は一部を前記付加コードとして前記記憶部に格納する
を具備するデータ送信装置。