JP5195496B2 - 認証対象装置およびキー、並びに無線認証システム - Google Patents

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Description

本発明は、認証対象装置とキー、無線認証システムに関するものである。
近年、ワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値以上であり、かつその無線通信を利用して送受信する信号を基にワイヤレスキーとの認証に成功したと判定した場合にロックを解除し、ワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値未満である場合やワイヤレスキーとの上記認証に失敗したと判定した場合にロックする、無線認証機能を備えた認証対象装置が提案されている(例えば、特許文献1)。実用化されている認証対象装置の一例としては、ワイヤレスキーと無線認証を行ってドア鍵の施錠または解錠を行う自動車、または、ワイヤレスキーと無線認証を行って操作キーによる受付を拒否または許可する携帯電話等が挙げられる。
特開2004−143806号公報
ところで、認証できる認証対象装置1つを複数の人が同時に使用することはないが共用する場合、複数のワイヤレスキーと無線通信による認証を行うことができ、且つ、その中でも1つのワイヤレスキーを特定して認証するシステムが求められている。
しかしながら、従来の構成ではワイヤレスキーから定期的に無線送信を行い、認証機器はワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値以上であれば応答信号を無線送信するため、多くのワイヤレスキーが認証機器の近辺に存在する場合、混信により無線通信による認証が遅くなることや認証ができないことがある。また、認証できた場合でも実際に認証機器を使わない人が持つワイヤレスキーと認証してしまい、前記認証機器を使わないが認証したワイヤレスキーを持つ人が認証機器から離れると認証機器が使えなくなるという課題があった。
前記従来の課題を解決するために、本発明の認証対象装置は、キーと無線通信を行う無線部と、無線部によりキーから受信する電波の受信強度を検出する検出部と、検出部により検出される受信強度が所定値以下となったときに機能の一部を使用不可とする機能制限部とを備え、無線部からキーへ送信される電文に無線通信距離を示す認証距離情報を含めるものである。
これにより、認証の対象となる認証対象装置は、認証対象装置からの電波を受信したキーと認証距離情報に従った無線通信距離内でのみ無線認証通信を行うことができる。
本発明の認証対象装置は、キーと無線通信を行う無線部と、無線部によりキーから受信する電波の受信強度を検出する検出部と、検出部により検出される受信強度が所定値以下となったときや無線部がキーからの電波を受信できなかったときに機能の一部または全部を使用不可としたり警報を発するセキュリティー部とを備え、無線部からキーへ送信される電文に無線通信距離を示す認証距離情報を含めるものであるので、キーが必要以上に離れた距離にある認証機器への不要な無線送信を繰り返す必要がなく、認証対象装置はそれぞれの使用環境に応じた無線通信距離内のキーへ認証情報電波を送信すればよいため、通信頻度が下がり、複数台のワイヤレスキーが近辺に存在した場合でも認証対象装置との無
線通信による認証が可能となり、且つ、電池寿命が延びる効果がある。
また、本発明のキーは、認証対象装置から送信される電波の受信強度を検出するキー検出部と、キー検出部で検出された電界強度が所定値以上であれば認証対象装置から送信された電波を電文として受信するキー無線部とを備え、キー無線部で受信する電文中に無線通信距離を示す認証距離情報が含まれている場合にキー無線部が認証対象装置から送信された電波を電文として受信する電界強度を、認証距離情報が指定する無線通信距離に従って通信を行うものであるので、キーが必要以上に離れた距離にある認証機器への不要な無線送信を繰り返す必要がなく、認証対象装置はそれぞれの使用環境に応じた無線通信距離内のキーへ認証情報電波を送信すればよいため、通信頻度が下がり、複数台のワイヤレスキーが近辺に存在した場合でも認証対象装置との無線通信による認証が可能となり、且つ、電池寿命が延びる効果がある。
また、本発明の無線認証システムは、上記認証対象装置と、上記キーを備えて構成される。
本願発明は、キーに関するもので、認証対象装置から送信される電波の受信強度を検出するキー検出部と、キー検出部で検出された電界強度が所定値以上であれば認証対象装置から送信された電波を電文として受信するキー無線部とを備え、キー無線部で受信する電文中に無線通信距離を示す認証距離情報が含まれている場合にキー無線部が認証対象装置から送信された電波を電文として受信する電界強度を、認証距離情報が指定する値以上とし、キー無線部が伝聞として受信する場合、認証距離応答信号を送信するものであるので、キーが必要以上に離れた距離になる認証機器への不要な無線送信を繰り返す必要がなく、認証対象装置はそれぞれの使用環境に応じた無線通信距離内のキーへ認証情報電波を送信すればよいため、通信頻度が下がり、複数台のワイヤレスキーが近辺に存在した場合でも認証対象装置との無線通信による認証が可能となり、且つ、電池寿命が延びる効果がある。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における無線認証システムの構成図を示すものである。
図1において、無線認証システム1は認証機器100とワイヤレスキー200とから構成される。認証機器100は、携帯電話やパーソナルコンピューターなどの情報機器、情報端末に組み込まれており、必要に応じて認証機器100から前記情報機器や情報端末を
操作することが可能である。ワイヤレスキー200は、携帯可能な無線装置であり、使用者が手に持ったり、衣服のポケットに収納できることが望ましい。
認証機器100とワイヤレスキー200は特定小電力無線によって互いに通信可能であり、認証機器100とワイヤレスキー200は後述する特定の信号を送受信することで認証を行っている。
本実施の形態における認証とは、認証機器100を中心とする所定範囲内に特定のワイヤレスキー200が存在しているか否かを判断することを指している。そして、認証の結果、認証機器100を中心とする所定範囲内に特定のワイヤレスキー200が存在していないことを認証機器100が判断した場合は、認証機器100は、認証機器100を搭載した情報機器や情報端末を使用停止にしたり、情報機器が提供する一部の機能を使用できないように制限することや警報音を発する。
所定範囲内に存在していることの判定は、所定の強度で無線送信した信号を無線受信した場合に無線送信した機器と無線受信した機器間の距離(無線通信距離と呼ぶ)が短いほど無線受信した信号の強度が大きくなり、距離が長いほど無線受信した信号の強度が小さくなることで検出している。つまり、所定の無線通信距離(例えば1.0m)に対する無線受信した信号強度の値を閾値として設定しておけば、無線受信した信号の強度が前記閾値以上であれば所定範囲(認証距離と呼ぶ)内に存在していると判定できる。
次に、認証機器100の構成について図2とともに説明する。認証機器100は、認証情報送信要求手段101と、認証距離記憶手段102、や認証キー記憶手段104、無線送信データ設定手段106、無線送信手段107、無線受信手段108、無線受信情報判定手段109、認証周期計測手段110、機能制限手段111により構成されている。
認証情報送信要求手段101は、認証機器100を組み込んでいる情報機器、情報端末が搭載している機能を予め許可した者だけが使用できるよう認証を必要とする際、無線送信データ設定手段106に認証情報の無線送信開始を命令する。
認証距離記憶手段102は、認証通信を行うために認証機器100からワイヤレスキー200へ送信する所定電文の無線通信距離を表す認証距離情報103を記憶している。
認証キー記憶手段104は、認証機器100がワイヤレスキー200から送信される所定電文を受信したときに、その所定電文がワイヤレスキー200から送信された電文であることを確認するための認証キー情報105を記憶している。
無線送信データ設定手段106は、認証情報送信要求手段101及び認証周期計測手段110からの無線送信開始命令を受け、認証距離情報103や認証キー情報105を含む認証距離信号を作成する。
無線送信手段107は、無線送信データ設定手段106で作成された認証距離信号や、後述する認証信号をワイヤレスキー200側へ送信する。
無線受信手段108は、ワイヤレスキー200から送信される所定信号(本実施の形態では、認証距離信号及び認証信号に対する受信確認の応答信号)を受信する。
無線受信情報判定手段109は、無線受信手段108で受信した所定信号がワイヤレスキー200から送信された信号であるか否かを判定する。
認証周期計測手段110は、無線受信手段108で受信した所定信号がワイヤレスキー200から送信された信号であると無線受信情報判定手段109によって判定できた時点で、認証方法計測を開始する。
機能制限手段111は、無線受信手段108で受信した所定信号がワイヤレスキー200から送信された信号であると無線受信情報判定手段109によって判定できなかった場合に、認証機器100を搭載した情報機器や情報端末をロックして使用可能な機能を制限する。
次に、ワイヤレスキー200の構成について図3とともに説明する。
ワイヤレスキー200は、無線受信要求手段201と無線受信手段202、電波強度測定手段203、無線受信情報判定手段205、認証機器記憶手段206、無線送信データ設定手段208、無線送信手段209、認証周期計測手段210により構成されている。
無線受信要求手段201は、無線受信手段202に対して周期的に無線受信動作を行うための指示信号を発するものである。
無線受信手段202は、認証機器100から送信された所定信号(本実施の形態では、認証距離信号及び認証信号)を受信するものである。
電波強度測定手段203は、無線受信手段202で受信した所定信号の強度を測定し、強度値が所定値以下であれば所定信号を受信しなかったものとする。
なお、本実施の形態では、上記無線受信要求手段201、無線受信手段202、電波強度測定手段203を併せてキャリアセンス手段204と呼ぶことにする。
無線受信情報判定手段205は、無線受信手段202で受信した所定信号が認証機器100から送信されたものであるのか否かを、認証機器情報207を用いて判定し、電波強度測定手段203が測定する受信信号の強度値が所定信号(本実施の形態では、認証距離信号)に含まれる受信強度で示す認証距離情報の値以下であるかを判定し、認証距離情報の値以下であれば所定信号を受信しなかったものとする。
認証機器記憶手段206は、無線受信手段202で受信した所定信号が認証機器100から送信されたものであるのか否かを判定するための認証機器情報207を記憶しており、具体的には認証機器情報207とは認証機器100の製造番号や、認証機器100を特定するためのIDである。
無線送信データ設定手段208は、認証機器記憶手段206に記憶されている認証機器情報207から所定信号(本実施の形態では、認証距離信号及び認証信号に対する受信確認の応答信号)を作成する。
無線送信手段209は、無線送信データ設定手段208で作成した無線送信データを認証機器100へ送信する。
認証周期計測手段210は、無線受信情報判定手段205により認証機器100からの無線データで受信した認証距離情報の値以下でないと判断した場合、認証周期計測を開始する。
以上のように構成された無線認証システムについて、以下認証に関する動作を図4と図
5で説明する。
認証情報送信要求手段101により認証情報送信要求が発生(例えばスイッチ操作や人感センサーによる人検知)した場合(S401)、無線送信データ設定手段106は、認証距離情報103(例えば、1.5mに対応する受信強度の値)と認証キー情報105から認証距離信号を設定する。そして、無線送信手段107から認証距離信号をワイヤレスキー200へ送信する(S402)。認証距離信号は、ワイヤレスキー200が受信可能な電文長(例えば、ワイヤレスキー200が1秒毎に電波の有無を確認する動作を行っている場合は1.3秒)の無線電波で送信する。
一方、ワイヤレスキー200の無線受信要求手段201は定期的(例えば、1秒毎)に無線受信手段202に無線受信動作を行うように指示し(S501)、無線受信手段202が認証機器100からの認証距離信号を受信したとき(S502)、電波強度測定手段203は受信した認証距離信号の強度を測定し(S503)、強度が所定値を上回っていれば、認証距離信号を無線受信情報判定手段205に伝送する。
無線受信情報判定手段205は、無線受信手段202で受信した認証距離信号が認証機器100から送信されたものであるのか否かを、認証機器情報207を用いて判定する(S504)。そして、無線受信情報判定手段205により無線受信したデータが認証機器記憶手段206に記憶している認証機器情報207から認証機器100からの認証距離情報であった(例えば、所定の認証距離コードと認証機器情報を暗号化(AESなど)した情報と無線受信データが一致)と判断し(S505)、電波強度測定手段203で測定した受信した認証距離信号の強度が認証距離信号に含まれる受信強度で示す認証距離情報の値を上回っており認証距離以内から送信されている電波であると判断した場合(S506)、無線送信データ設定手段208により認証距離応答信号を設定し、無線送信手段209により認証距離応答信号を無線電波で送信する(S507)。
S507において認証距離応答電波を送信後、認証周期計測手段210により無線認証通信を定期的に行う周期(例えば、10秒周期)の計測を開始する(S508)。
一方、認証機器100は、認証距離信号を無線送信手段107からワイヤレスキー200へ送信してから所定時間内(例えば、0.5秒以内)に無線受信手段108で無線受信したデータが、認証キー記憶手段104に記憶している認証キー情報105から無線受信情報判定手段109によりワイヤレスキー200からの認証距離応答信号であった(例えば、所定の認証距離応答信号コードと認証キー情報を暗号化(AESなど)した情報と無線受信データが一致)と判断できた場合(S403)、認証周期計測手段110により定期的に無線認証通信を行う周期(例えば、10秒周期)の計測を開始する(S404)。
そして、認証周期計測手段110により認証周期経過(例えば、周期10秒経過)と判断した場合(S405)、無線送信データ設定手段106により認証キー記憶手段104に記憶している認証キー情報105から認証信号を設定し、ワイヤレスキー200へ無線送信手段107から認証信号を無線電波で送信する(S406)。
ここで、ワイヤレスキー200は、認証周期計測手段210により認証周期経過(例えば、周期10秒経過)と判断した場合(S509)、認証周期経過から所定時間内(例えば、0.8秒以内)に無線受信手段202で無線受信した認証信号が電波強度測定手段203で測定した強度が認証距離信号に含まれていた受信強度で示す認証距離情報の値を上回っており認証距離以内から送信されている電波であると判断し、無線受信情報判定手段205により認証機器記憶手段206に記憶している認証機器情報207により認証機器100からの認証情報電波であったと判断できた場合(S510)、無線送信手段209
により認証応答信号を送信する(S511)。
S510で、認証周期経過から所定時間内(例えば、0.8秒以内)に無線受信手段202で無線受信した認証信号が電波強度測定手段203で測定した強度が認証距離信号に含まれていた受信強度で示す認証距離情報の値を上回っていると判断できなかった場合と無線受信情報判定手段205により認証機器記憶手段206に記憶している認証機器情報207により認証機器100からの認証情報電波であったと判断できなかった場合、キャリアセンス手段204により定期的(例えば、1秒毎)に近距離から送信された強い電波の有無を判断する動作に戻る(S512)。
認証機器100は、認証信号を無線送信手段107からワイヤレスキー200へ送信してから所定時間内(例えば、0.5秒以内)に無線受信手段108で無線受信した認証応答信号が無線受信情報判定手段109により認証キー記憶手段104に記憶している認証キー情報105からワイヤレスキー200からの認証応答電波であった(例えば、所定の認証応答データコードと認証キー情報を暗号化(AESなど)した情報と無線受信データが一致)と判断できた場合(S407)、機能制限手段111により認証機器100を搭載した電子機器のロックを解除して使用可能な機能を制限しないようにし(S408)、認証周期計測手段110による次回の認証周期経過を待つ(S409)。
認証信号を無線送信手段107からワイヤレスキー200へ無線電波での送信を終了後から所定時間内(例えば、0.5秒以内)に無線受信手段108で無線受信した認証応答信号が無線受信情報判定手段109によりワイヤレスキー200からの認証応答電波であったと判断できなかった場合、機能制限手段111により認証機器100を搭載した電子機器をロックして使用可能な機能を制限し(S410)、認証情報送信要求手段101による認証情報送信要求の発生(例えばスイッチ操作や人感センサーによる人検知)を待つ動作に戻る(S411)。
次に、図6を用いて認証機器100とワイヤレスキー200の送受信タイミングについて説明する。上記S501からS503に示すように、ワイヤレスキー200は定期的(T1)にキャリアセンスを行なっている。そこで、認証機器100の認証情報送信要求手段101により認証情報送信要求が発生(図6では認証機器Aのスイッチ操作)した場合(S401)、認証距離信号を送信する(S402)。
ワイヤレスキー200は、キャリアセンスによって認証距離信号を受信すると、判定処理(S504〜S506)を行ない、認証距離応答信号を送信する(S507)。
認証機器100は、認証距離応答信号を受信し、所定の処理(S403)を行なうと、認証周期計測手段110により認証周期時間の計測を開始する(S404)。
S404による計測開始からT2後、認証機器100はワイヤレスキー200に認証信号を送信する(S406)。そして、ワイヤレスキー200は認証信号を受信する(S510)と、認証応答信号を送信する(S511)。このような認証信号と認証応答信号のやり取りはT2毎に周期的に行なわれる。
次に、図7のように、ワイヤレスキーAを携帯する者が認証機器100の使用者であり認証機器Aを操作しているが、認証機器Aの近辺にワイヤレスキーBを携帯する者が居る環境下での処理動作について説明する。
図8は、ワイヤレスキーAを携帯する者が認証機器100を使用しており、ワイヤレスキーBを携帯する者よりも認証機器Aの近くに居る場合での認証機器100とワイヤレス
キーAとワイヤレスキーBの送受信タイミングを示すものである。
図8の通り、ワイヤレスキーAを携帯する者が認証機器100を使用するために認証機器100のスイッチを操作すると認証機器100は認証距離信号を送信する。
ワイヤレスキーAとワイヤレスキーBはT1の周期でキャリアセンスを行っており、認証機器100の近距離(例えば3m以内)に居るために認証距離信号を受信する。
この認証距離信号には、認証距離情報(図8では認証距離1.0m)と認証キー情報が含まれている。
認証距離信号を受信したワイヤレスキーAは、図5で説明した処理に基づいて、判定処理(S504〜S506)を行ない、認証距離以内(図8では0.5m)に居るために認証距離応答信号を送信する(S507)。
一方、認証距離信号を受信したワイヤレスキーBは、図5で説明した処理に基づいて、判定処理(S504〜S506)を行ない、認証距離よりも離れている(図8では2.0m)ために認証距離応答信号は送信しないで、T1の周期でのキャリアセンスを継続して行う。
認証機器100は、認証距離応答信号を受信し、所定の処理(S403)を行なうと、認証周期計測手段110により認証周期時間の計測を開始する(S404)。
S404による計測開始からT2後、認証機器100はワイヤレスキーAに認証信号を送信する(S406)。
そして、ワイヤレスキーAは認証信号を受信する(S510)と、認証応答信号を送信する(S511)。このような認証信号と認証応答信号のやり取りはT2毎に周期的に行なわれる。
以上のように、本実施の形態においては認証機器100が認証距離情報103をワイヤレスキー200へ無線送信し、ワイヤレスキー200は受信強度測定手段203により無線受信した受信強度で示す認証距離情報の値以上の受信電波強度がある場合のみ認証距離応答信号を認証機器100へ送信する構成とすることにより、認証機器100を搭載した電子機器の使用環境に応じた認証距離でワイヤレスキー200は認証無線通信ができ、認証機器100を搭載した1つの電子機器の近辺に複数のワイヤレスキー200が存在する場合でも、使用者であると特定できる距離に居る1つのワイヤレスキーとの間でのみ認証無線通信を行うことができる。
例えば、携帯電話がワイヤレスキーになっている場合は家族みんなが持っていて認証機器であるパソコンを家族で共有しているような場合、リビングに家族が集まっている場合に全てのワイヤレスキーが応答を返すと認証できないが、認証機器であるパソコンから手の届く範囲に認証距離を設定して認証距離信号の認証距離情報としてワイヤレスキーへ無線送信すれば、使用者であると判断できる距離に存在する特定のワイヤレスキーのみ認証距離応答を返すので本当に使いたい人だけと認証が出来る。
また、本当に使いたい人以外のキーと認証してしまい、認証してしまったキーを持つ人が居なくなると使えなくなることもなく使い勝手が悪くなることがない。
なお、認証機器が使用環境で認証距離を変更する方法は、認証機器がパソコンであれば
パソコン内のソフトウェアで使用者が認証距離を入力して変更してもよいし、認証距離応答が混信して受信できないような場合に認証距離を徐々に狭めるように自動的に変更してもよい。
また、本実施の形態では認証距離情報を受信強度の値として説明したが、認証距離を表す値であってもよい。この場合、ワイヤレスキー200には、電波強度測定手段203が測定する受信信号の強度値を基に無線通信距離を演算する距離演算手段も設ける。そして、無線受信情報判定手段205は、距離演算手段により演算された無線通信距離と認証距離情報の値を比較判定することで、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、実施の形態1で説明した手段は、CPU、RAM、ROM、記憶・記録装置、I/Oなどを有する電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録する、またインターネットなどの通信回線を用いて配信することでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
以上のように、本発明にかかる無線認証システムは、ワイヤレスキーが必要以上に離れた距離にある認証機器への不要な無線送信を繰り返す必要がなく、認証対象装置はそれぞれの使用環境に応じた無線通信距離内のキーへ認証情報電波を送信すればよいため、通信頻度が下がり、複数台のワイヤレスキーが近辺に存在した場合でも認証対象装置と特定のワイヤレスキーとの無線通信による認証が可能であり、ドア、ゲート、ロッカー、金庫、車、バイク、自転車、携帯電話、パソコン等 複数の電子機器に適用することができる。
本実施の形態1の無線認証システム構成図 本実施の形態1の認証機器の構成図 本実施の形態1のワイヤレスキーの構成図 本実施の形態1の認証機器の制御フロー図 本実施の形態1のワイヤレスキーの制御フロー図 本実施の形態1の認証機器とワイヤレスキーとの送受信タイミング図 本実施の形態1の状態説明図 本実施の形態1の認証機器とワイヤレスキーとの送受信タイミング図
100 認証機器
101 認証情報送信要求手段
102 認証距離記憶手段
103 認証距離情報
104 認証キー記憶手段
105 認証キー情報
106 無線送信データ設定手段
107 無線送信手段
108 無線受信手段
109 無線受信情報判定手段
110 認証周期計測手段
111 機能制限手段
200 ワイヤレスキー
201 無線受信要求手段
202 無線受信手段
203 電波強度測定手段
204 キャリアセンス手段
205 無線受信情報判定手段
206 認証機器記憶手段
207 認証機器情報
208 無線送信データ設定手段
209 無線送信手段
210 認証周期計測手段

Claims (1)

  1. 認証対象装置から送信される電波の受信強度を検出するキー検出部と、
    前記キー検出部で検出された電界強度が所定値以上であれば前記認証対象装置から送信された電波を電文として受信するキー無線部とを備え、
    前記キー無線部で受信する電文中に前記無線通信距離を示す認証距離情報が含まれている場合に、前記キー無線部が前記認証対象装置から送信された電波を電文として受信する電界強度を前記認証距離情報が指定する値以上とし
    前記キー無線部が電文として受信する場合、認証距離応答信号を送信するキー。
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