JP5437958B2 - 車両の電子キーシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた車載機と電子キーとの間の無線通信を通じて車両の各種制御を行う車両の電子キーシステムに関する。

携帯機などの電子キーを所持したユーザが車両に接近することにより車両ドアのアンロックが自動的に実行されたり、あるいはユーザが車室内に入ることによりエンジンの始動等が許可される、いわゆる電子キーシステムが周知である。この電子キーシステムでは、車両ドアの周辺に設定された通信エリア、あるいは車室内に設定された通信エリアに電子キーが進入すると、車両に設けられた車載機と電子キーとの間で無線通信が行われるとともに、この無線通信を通じて電子キーの認証が行われる。ちなみに、認証方式としては、例えば車載機と電子キーとの間で共通の暗号鍵を持ち合い、乱数データ（チャレンジコード）を暗号鍵で暗号化した結果を交換することにより認証を行う、いわゆるチャレンジレスポンス認証方式などが採用される。そして、電子キーの認証が成立すると、車両ドアのアンロックやエンジン始動許可などの各種制御が実行される。このような電子キーシステムによれば、ユーザの直接的な手動操作によることなく車両の各種操作が自動的に行われるため、車両の操作にかかる利便性が大きく向上するようになる。

ところで、このような電子キーシステムが搭載された車両にあっては、例えばバレットパーキングサービスを利用する際など、車両のオーナから第三者に電子キーが貸与されることがある。ちなみに、バレットパーキングサービスとは、ホテルなどを利用する際にホテルマンに電子キーを預けることにより車両を駐車場まで運んでもらうサービスである。しかしながらこのようにホテルマンに電子キーを貸与する場合、ホテルマンが車両を勝手に走行させたり、あるいは車両に搭載されているカーナビゲーション装置を勝手に操作するなどの不正行為を行う可能性がある。このため、セキュリティの観点からすると、こうした不正行為を未然に防止することが望ましい。

そこで近年は、例えば特許文献１に見られるように、車両の使用を制限したり、その制限を解除することのできる電子キーシステムが提案されている。この特許文献１に記載の電子キーシステムでは、カード状のバレットキーが挿入されるキースロットを車両に設けるようにしている。そして、キースロットにバレットキーが挿入されている場合には、車両が自由に使用できる一方、キースロットからバレットキーが抜き出された場合には、車両の使用が制限されるようになっている。こうした構成によれば、車両のオーナはバレットパーキングを利用する際にキースロットからバレットキーを抜き出せば、車両の使用を制限することができるため、ホテルマンによる車両の不正使用を未然に防止することができる。このため、車両のセキュリティ性が向上するようになる。

特開２００９−２６９５４２号公報

このように、車両の使用を制限したり、その制限を解除することのできる機能を車両に設けることで、第三者に電子キーを貸与する場合であっても、セキュリティ性を確保することができるようにはなる。ただし、電子キーを第三者に貸与した場合、第三者は電子キーから送信される無線信号を容易に解析することができるため、チャレンジレスポンス認証に用いられる暗号鍵が第三者によって不正に取得されるおそれがある。このような場合、仮に第三者が不正に取得した暗号鍵を用いて電子キーを偽造すると、この偽造された電子キーによって車両ドアのアンロックやエンジン始動許可などが行われるおそれがあり、電子キーシステムのセキュリティ性が著しく低下するおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セキュリティ性を向上させることのできる車両の電子キーシステムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両に設けられた車載機と電子キーとの間で、共通の暗号鍵により暗号化された情報を含む無線信号を授受することにより車両の各種制御が実行されるとともに、前記車両の動作状態を複数の動作状態のうちのいずれかに選択的に設定することが可能な車両の電子キーシステムにおいて、前記車載機及び前記電子キーは、前記車両の動作状態の変更に伴い前記暗号鍵を変更することを要旨としている。

同システムによれば、第三者に電子キーを貸与した際に、仮に第三者が電子キーから送信される無線信号を解析するなどして暗号鍵を不正に取得したとしても、車両のオーナが車両の動作状態を変更すれば、暗号化の際に用いられる暗号鍵は第三者によって不正に取得された暗号鍵と異なったものとなる。したがって、第三者が不正に取得した暗号鍵を利用して電子キーを偽造したとしても、この偽造された電子キーでは車両の各種操作を行うことができない。これにより、第三者による不正な車両操作を未然に防止することができるため、車両のセキュリティ性が向上するようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載機及び前記電子キーによる前記暗号鍵の変更は、前記車両の動作状態の変更に伴い新規な暗号鍵を生成するとともに、同新規な暗号鍵に変更することにより行われることを要旨としている。

同システムによるように、暗号鍵の変更の際に新規な暗号鍵に変更することとすれば、仮に第三者によって暗号鍵が不正に取得されたとしても、車両のオーナが車両の動作状態を一旦変更すれば、それ以降、第三者によって不正に取得された暗号鍵が用いられることはない。したがって、第三者により偽造された電子キーによって車両が不正に操作されるといった状況を的確に回避することができるため、車両のセキュリティ性を更に向上させることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載機及び前記電子キーは、前記暗号鍵を変更する際に、変更前の暗号鍵の情報を各々の記憶手段から消去することを要旨としている。

同システムによるように、暗号鍵の変更の際に、変更前の暗号鍵の情報を車載機及び電子キーの記憶手段からそれぞれ消去することとすれば、変更前の暗号鍵の情報が第三者に漏洩することがない。したがって、第三者が変更前の暗号鍵を利用して何らかの不正行為を行うことを未然に防止することができるため、高いセキュリティレベルを維持することができるようになる。

本発明にかかる車両の電子キーシステムによれば、セキュリティ性を向上させることができるようになる。

本発明にかかる車両の電子キーシステムの第１の実施形態についてそのシステム構成を示すブロック図。 同第１の実施形態の車両の電子キーシステムについて携帯機及び車載機の間の無線通信を通じて車両ドアの解錠が行われる様子を示すシーケンスチャート。 同第１の実施形態の車両の電子キーシステムについて車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される際の動作を示すシーケンスチャート。 同第１の実施形態の車両の電子キーシステムについて暗号鍵及びシードからバレットモード用暗号鍵が生成される様子を模式的に示す図。 同第１の実施形態の車両の電子キーシステムについてチャレンジコード及びバレットモード用暗号鍵からレスポンスが演算される様子を模式的に示す図。 同第１の実施形態の車両の電子キーシステムについて車両の動作モードがバレットモードから通常モードに変更される際の動作を示すシーケンスチャート。 本発明にかかる車両の電子キーシステムの第２の実施形態について車両の動作モードがバレットモードから通常モードに変更される際の動作を示すシーケンスチャート。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車両の電子キーシステムの第１の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる車両の電子キーシステムのシステム構成をブロック図として示したものであり、はじめに、同図１を参照して、この電子キーシステムの概要について説明する。

同図１に示されるように、この車両の電子キーシステムでは、電子キーとして機能する携帯機１と車両に設けられた車載機２との間で無線通信が行われるとともに、この無線通信を通じて携帯機１の認証が行われる。そして携帯機１の認証が成立した場合には、車両のドアが解錠されたり、あるいはエンジンの始動が許可されるなど、車両の各種制御が実行される。ちなみに、認証方式としては、前述したチャレンジレスポンス認証方式が採用されている。また、この電子キーシステムでは、カーナビゲーション装置（カーナビ装置）５１のタッチパネル５１ａを操作することによって、車両の動作状態（動作モード）を通常モード及びバレットモードのいずれかに選択的に設定することが可能となっている。ここで、バレットモードとは、例えば車両の速度を所定の速度（例えば時速２０ｋｍ）以下に制限したり、あるいはカーナビ装置５１の操作を禁止するなど、車両の使用が制限されるモードである。また、通常モードとは、そのような使用制限が解除されて車両の全ての機能を使用することのできるモードである。

ここで、車載機２には、車両ドアの周辺に設定された車室外通信エリアＡ、あるいは車室内に設定された車室内通信エリアＢにリクエスト信号を送信する送信装置２１、及び携帯機１から送信される応答信号を受信する受信装置２２が設けられている。そして、送信装置２１によるリクエスト信号の送信制御、及び受信装置２２を介して受信される応答信号の処理が、同じく車載機２に設けられている照合制御装置（照合ＥＣＵ）２０を通じて行われる。ちなみに、照合ＥＣＵ２０には、記憶手段として、ＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリ２０ａやＲＯＭ２０ｂなどが内蔵されている。ここで、不揮発性メモリ２０ａには、チャレンジレスポンス認証の際に用いられる暗号鍵Ｋａなどが記憶されている。また、ＲＯＭ２０ｂには、チャレンジコードを暗号化する際に用いられる暗号化プログラムなどが記憶されている。一方、車載機２には、以下に列記する電子制御装置３０〜５０が設けられている。

・車両ドアに設けられたドアモータ３１を駆動させることにより車両ドアの施解錠を行うボデー制御装置（ボデーＥＣＵ）３０。
・車両に搭載されたエンジン４１の始動制御や、同エンジン４１の燃料噴射量の制御などを行うエンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）４０。

・現在の車両の位置やその周辺の地図などの情報をタッチパネル５１ａに表示したり、あるいはタッチパネル５１ａに対する押圧操作に基づいて地図をスクロールさせるなど、カーナビ装置５１の駆動を統括的に制御するカーナビゲーション制御装置（カーナビＥＣＵ）５０。

ちなみに、電子制御装置２０〜５０の間では、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信バス６０を通じて各々の制御状態や制御結果等の通信を行うことが可能となっている。また、車載機２には、エンジン４１を始動させる際にユーザによってプッシュ操作されるエンジンスイッチ３２が設けられており、このエンジンスイッチ３２の出力が上記ボデーＥＣＵ３０に取り込まれている。

一方、携帯機１には、車載機２から送信されるリクエスト信号を受信する受信装置１１、及びリクエスト信号の受信に基づき車載機２に対して応答信号を送信する送信装置１２が設けられている。そして、受信装置１１を介して受信されるリクエスト信号に基づく応答信号の生成、及びこの生成した応答信号の送信装置１２を介しての送信制御が、同じく携帯機１に設けられている携帯機制御装置（携帯機ＥＣＵ）１０を通じて行われる。ちなみに、携帯機ＥＣＵ１０にも、記憶手段として、ＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリ１０ａやＲＯＭ１０ｂが内蔵されている。ここで、不揮発性メモリ１０ａには、上記照合ＥＣＵ２０の不揮発性メモリ２０ａに記憶されている暗号鍵と同一の暗号鍵Ｋａが記憶されている。また、ＲＯＭ１０ｂには、上記照合ＥＣＵ２０のＲＯＭ２０ｂに記憶されている暗号化プログラムと同一のプログラムが記憶されている。

続いて、図２を参照して、こうした構成からなる車両の電子キーシステムの動作について説明する。
例えばいま、上記リクエスト信号として、携帯機１を起動させるためのウェイク信号が車載機２から車室外通信エリアＡに発信されているとするときに、ユーザの所持する携帯機１がこの車室外通信エリアＡに進入したとする。このとき、図２に示されるように、携帯機ＥＣＵ１０は、ウェイク信号を受信すると、上記応答信号として、アック信号を生成してこれを車載機２に送信する。

そして、上記照合ＥＣＵ２０は、アック信号を受信すると、上記チャレンジレスポンス認証方式に基づいて携帯機１の認証を行う。すなわち、照合ＥＣＵ２０はまず、乱数データを生成してこれをチャレンジコードＲｃとするとともに（ステップＳ１０）、同チャレンジコードＲｃを含むチャレンジ信号を生成してこれを携帯機１に送信する。これにより、携帯機ＥＣＵ１０は、チャレンジ信号を受信すると、同チャレンジ信号に含まれるチャレンジコードＲｃに基づいてレスポンスＲｅを演算する（ステップＳ２０）。具体的には、ＲＯＭ１０ｂに記憶されている暗号化プログラムを実行することにより、チャレンジコードＲｃを不揮発性メモリ１０ａに記憶されている暗号鍵Ｋａのもとに暗号化し、その暗号化結果をレスポンスＲｅとする。また、携帯機ＥＣＵ１０は、こうしてレスポンスＲｅを演算すると、演算したレスポンスＲｅを含むレスポンス信号を生成してこれを車載機２に送信する。

一方、照合ＥＣＵ２０は、携帯機１にチャレンジ信号を送信した後に、自身でもレスポンスを演算する（ステップＳ１１）。具体的には、ＲＯＭ２０ｂに記憶されている暗号化プログラムを実行することにより、自身が生成したチャレンジコードＲｃを不揮発性メモリ２０ａに記憶されている暗号鍵Ｋａのもとに暗号化し、その暗号化結果をレスポンスＲｅとする。その後、照合ＥＣＵ２０は、携帯機１から送信されたレスポンス信号を受信すると、自身が生成したレスポンスＲｅと、レスポンス信号に含まれているレスポンスＲｅとの照合を行う（ステップＳ１２）。そして、この照合を通じて互いのレスポンスが一致している旨を判断すると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、車室外通信エリアＡにおいて携帯機１の認証が成立した旨を判断して、ドアアンロック指令を上記ボデーＥＣＵ３０に送信する。ボデーＥＣＵ３０は、ドアアンロック指令を受信すると、ドアモータ３１を駆動させて車両ドアを解錠させる（ステップＳ３０）。

なお、上記ウェイク信号が車載機２から車室内通信エリアＢに発信されているときに、ユーザが所持する携帯機１が車室内通信エリアＢに進入した場合にも、同様の無線通信が行われる。ただしこの場合、照合ＥＣＵ２０は、自身が生成したレスポンスＲｅと、レスポンス信号に含まれているレスポンスＲｅが互いに一致している旨を判断すると、車室内通信エリアＢにおいて携帯機１の認証が成立した旨を判断して、その旨をボデーＥＣＵ３０に送信する。そして、ボデーＥＣＵ３０は、車室内通信エリアＢにおいて携帯機１の認証が成立した旨を受信した後に、エンジンスイッチ３２がオン操作された旨を検知した場合には、エンジン始動指令をエンジンＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ４０は、エンジン始動指令を受信すると、エンジン４１を始動させる。

ところで、このような車両の電子キーシステムにあっては、前述のように、例えばバレットパーキングサービスを利用する際に車両のオーナが携帯機１を第三者に貸与した場合、第三者が、携帯機１から送信されるレスポンス信号を解析するなどして暗号鍵Ｋａを不正に取得するおそれがある。このような場合、仮に第三者が不正に取得した暗号鍵Ｋａを利用して携帯機を偽造すると、この偽造された携帯機によって車両ドアのアンロックやエンジン始動などが行われる懸念があり、電子キーシステムとしてのセキュリティ性が著しく低下するおそれがあることも前述の通りである。

そこで本実施形態では、上記タッチパネル５１ａの操作を通じて車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される都度、バレットモード用暗号鍵Ｋｂを新たに生成するようにしている。そして、携帯機１及び車載機２では、車両の動作モードがバレットモードに設定されている期間、上記暗号鍵Ｋａに代えて、バレットモード用暗号鍵Ｋｂを用いてチャレンジコードＲｃの暗号化を行う。

図３は、車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更する操作が行われた際の電子キーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものであり、以下、同図３を参照して、本実施形態の電子キーシステムの動作について説明する。

例えばいま、車両のオーナが車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更しようとしてタッチパネル５１ａを所要に操作したとすると、その旨がカーナビＥＣＵ５０によって検知される（ステップＳ４０）。このとき、カーナビＥＣＵ５０は、パスワードの入力を求める画像をタッチパネル５１ａに表示して（ステップＳ４１）、オーナにパスワードの入力を促す。その後、オーナがタッチパネル５１ａを押圧操作してパスワードを入力すると、カーナビＥＣＵ５０は、入力されたパスワードと、内蔵する不揮発性メモリに予め記憶されているパスワードとを照合することで認証を行う（ステップＳ４２）。そして、互いのパスワードが一致した場合には、認証が成立した旨を判断して（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、バレットモード切り替え指令を照合ＥＣＵ２０に送信する。

これにより、照合ＥＣＵ２０は、バレットモード切り替え指令を受信すると、チャレンジコードＲｃを生成するとともに（ステップＳ５０）、ランダムな文字列からなるシードＳｅを生成する（ステップＳ５１）。そして照合ＥＣＵ２０は、これらチャレンジコードＲｃ及びシードＳｅを含むバレットモード切り替え信号を生成してこれを携帯機１に送信する。

そして、携帯機ＥＣＵ１０は、バレットモード切り替え信号を受信すると、同信号に含まれるシードＳｅと、現在使用している暗号鍵、すなわち不揮発性メモリ１０ａに記憶されている暗号鍵Ｋａとに基づきバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成する（ステップＳ６０）。ちなみに、図４に示すように、携帯機ＥＣＵ１０のＲＯＭ１０ｂには、暗号鍵及びシードを入力情報として、シードを暗号鍵のもとに暗号化することにより新たな暗号鍵を生成する暗号鍵生成プログラムが予め記憶されている。そして、携帯機ＥＣＵ１０は、この暗号化プログラムを実行することによりシードＳｅを暗号鍵Ｋａのもとに暗号化して、バレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成する。また、図３に示されるように、携帯機ＥＣＵ１０は、こうしてバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成すると、これを不揮発性メモリ１０ａに記憶させるとともに（ステップＳ６１）、図５に示すように、バレットモード切り替え信号に含まれるチャレンジコードＲｃをバレットモード用暗号鍵Ｋｂのもとに暗号化することでレスポンスを演算する（ステップＳ６２）。その後、図３に示されるように、携帯機ＥＣＵ１０は、演算したレスポンスＲｅを含むレスポンス信号を生成してこれを車載機２に送信する。

一方、照合ＥＣＵ２０は、バレットモード切り替え信号を携帯機１に送信した後に、自身が生成したシードＳｅと、現在使用している暗号鍵、すなわち不揮発性メモリ２０ａに記憶されている暗号鍵Ｋａとに基づきバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成する（ステップＳ５２）。ちなみに、照合ＥＣＵ２０のＲＯＭ２０ｂにも、上記携帯機ＥＣＵ１０のＲＯＭ１０ｂに記憶されている暗号鍵生成プログラムと同様のプログラムが予め記憶されており、照合ＥＣＵ２０は、この暗号鍵生成プログラムを実行することで、暗号鍵Ｋａ及びシードＳｅからバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成する。また、照合ＥＣＵ２０は、こうしてバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成すると、これを不揮発性メモリ２０ａに記憶させるとともに（ステップＳ５３）、自身が生成したチャレンジコードＲｃをバレットモード用暗号鍵Ｋｂのもとに暗号化することでレスポンスＲｅを演算する（ステップＳ５４）。その後、照合ＥＣＵ２０は、上記携帯機１から送信されるレスポンス信号を受信すると、同レスポンス信号に含まれるレスポンスＲｅと、自身が演算したレスポンスＲｅとの照合を行う（ステップＳ５５）。また、この照合を通じて互いのレスポンスが一致している旨を判断すると（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵を暗号鍵Ｋａからバレットモード用暗号鍵Ｋｂに変更する（ステップＳ５６）。その後、照合ＥＣＵ２０は、バレットモード切り替え指令をエンジンＥＣＵ４０及びカーナビＥＣＵ５０にそれぞれ送信するとともに、バレットモード切り替え完了信号を携帯機１に送信する。

これにより、携帯機ＥＣＵ１０は、バレットモード切り替え完了信号を受信すると、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵を暗号鍵Ｋａからバレットモード用暗号鍵Ｋｂに変更する（ステップＳ６３）。一方、エンジンＥＣＵ４０は、バレットモード切り替え指令を受信すると、例えばエンジン４１の燃料噴射量を制限するなどして、車両の速度を所定の速度以下に制限する制御を行う。また、カーナビＥＣＵ５０は、バレットモード切り替え指令を受信すると、例えばタッチパネル５１ａによる操作を禁止するなどして、カーナビ装置５１の操作を禁止する制御を行う。そしてこのように車両の速度やカーナビ装置５１の操作が制限されることで、車両の動作モードがバレットモードとなる。ちなみに、このカーナビ装置５１では、その操作が禁止されたとき、タッチパネル５１ａの操作を通じて車両の動作モードをバレットモードから通常モードに戻す操作のみが許可される。また、カーナビＥＣＵ５０は、こうしてカーナビ装置５１の操作を禁止すると、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更されたことをオーナに報知すべく、その旨をタッチパネル５１ａに表示する。

このように、本実施形態では、携帯機１及び車載機２の間でシードＳｅを授受するとともに、同シードＳｅ及び共通の暗号鍵Ｋａに基づいてバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成するため、携帯機１及び車載機２において生成されるバレットモード用暗号鍵Ｋｂは同一のものとなる。したがって、携帯機１及び車載機２の間でバレットモード用暗号鍵Ｋｂの共有化を図ることができるため、車両の動作モードがバレットモードに変更された場合であっても、上述したチャレンジレスポンス認証を適切に行うことができる。また、仮に携帯機１及び車載機２の間で授受される無線信号が第三者によって傍受されたとしても、第三者が取得できる情報はシードＳｅの情報のみとなるため、バレットモード用暗号鍵Ｋｂそのものが第三者に漏洩することはない。このため、高いセキュリティレベルを的確に確保、維持することができるようになる。

次に、図６を参照して、車両の動作モードをバレットモードから通常モードに戻す操作が行われた際の電子キーシステムの動作について説明する。
例えばいま、車両のオーナが車両の動作モードをバレットモードから通常モードに戻そうとしてタッチパネル５１ａを所要に操作したとすると、図６に示されるように、その旨がカーナビＥＣＵ５０によって検知される（ステップＳ７０）。このとき、カーナビＥＣＵ５０は、上述したパスワードによる認証を行い（ステップＳ７１，Ｓ７２）、同認証が成立した場合には（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、通常モード切り替え指令を照合ＥＣＵ２０に送信する。

これにより、照合ＥＣＵ２０は、通常モード切り替え指令を受信すると、その旨の信号を携帯機１に送信する。そして、携帯機ＥＣＵ１０は、通常モード切り替え信号を受信すると、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵をバレットモード用暗号鍵Ｋｂから暗号鍵Ｋａに変更する（ステップＳ８０）。また、携帯機ＥＣＵ１０は、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報を不揮発性メモリ１０ａから消去した後（ステップＳ８１）、バレットモード切り替え完了信号を車載機２に送信する。

そして、照合ＥＣＵ２０は、バレットモード切り替え完了信号を受信すると、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵をバレットモード用暗号鍵Ｋｂから暗号鍵Ｋａに変更する（ステップＳ９０）。また、照合ＥＣＵ２０は、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報を不揮発性メモリ１０ａから消去した後（ステップＳ９１）、通常モード切り替え指令をエンジンＥＣＵ４０及びカーナビＥＣＵ５０にそれぞれ送信する。

ちなみに、エンジンＥＣＵ４０は、通常モード切り替え指令を受信すると、車両の速度を所定の速度以下に制限する制御を停止して、車両の速度の制限を解除する。また、カーナビＥＣＵ５０は、通常モード切り替え指令を受信すると、カーナビ装置５１の操作を禁止する制御を停止して、カーナビ装置５１の操作を許可するとともに、車両の動作モードが通常モードに設定されたことをオーナに知らせるべく、その旨をタッチパネル５１ａに表示する。そしてこのように車両の速度の制限が解除されて且つ、カーナビ装置５１の操作が許可されることで、車両の動作モードがバレットモードから通常モードに復帰する。

車両の電子キーシステムとしてのこうした構成によれば、車両のオーナが車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更することで、携帯機１では、バレットモード用暗号鍵Ｋｂを用いてチャレンジコードＲｃが暗号化されるようになる。したがって、車両のオーナが第三者に携帯機１を貸与する際に車両の動作モードをバレットモードに変更すれば、仮に第三者が携帯機１から送信されるレスポンス信号を解析するなどして暗号鍵を不正に取得したとしても、第三者によって不正に取得される暗号鍵はバレットモード用暗号鍵Ｋｂとなる。すなわち、第三者が不正に取得した暗号鍵を利用して携帯機を偽造したとしても、それはバレットモード用暗号鍵Ｋｂを用いてチャレンジコードＲｃの暗号化を行う携帯機となる。したがって、車両のオーナが車両の動作モードを通常モードに戻せば、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いられる暗号鍵は暗号鍵Ｋａとなるため、偽造された携帯機では車両のドアをアンロックしたり、エンジン４１を始動させることはできない。このため、第三者による不正な車両操作を未然に防止することができるため、車両のセキュリティ性が向上するようになる。

また、本実施形態では、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される都度、シードＳｅがランダムに生成されるため、同シードＳｅに基づいて生成されるバレットモード用暗号鍵Ｋｂもその都度変化する。すなわち、通常モードからバレットモードへの変更に伴って新規なバレットモード用暗号鍵Ｋｂが生成される。したがって、仮にバレットモード用暗号鍵Ｋｂが第三者によって不正に取得されたとしても、その後に車両のオーナが車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更する操作を一旦行えば、それ以降、第三者によって不正に取得されたバレットモード用暗号鍵Ｋｂが用いられることはない。したがって、偽造された携帯機によって車両が不正に操作されるといった状況を的確に回避することができるため、高いセキュリティレベルを確保することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態にかかる車両の電子キーシステムによれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更する際に、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いられる暗号鍵を暗号鍵Ｋａからバレットモード用暗号鍵Ｋｂに変更することとした。これにより、車両のオーナが第三者に携帯機１を貸与する際に車両の動作モードをバレットモードに変更すれば、その後に車両の動作モードを通常モードに戻すことで、第三者により偽造される携帯機によって車両の各種操作が不正に行われることを未然に防止することができる。このため、車両のセキュリティ性が向上するようになる。

（２）通常モードからバレットモードへの変更に伴って新規なバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成することとした。これにより、仮にバレットモード用暗号鍵Ｋｂが第三者によって不正に取得されたとしても、その後に車両のオーナが車両の動作モードを通常モードからバレットモードに一旦変更すれば、それ以降、第三者によって不正に取得されたバレットモード用暗号鍵Ｋｂが用いられることはない。したがって、偽造された携帯機によって車両が不正されるといった状況を的確に回避することができるため、高いセキュリティレベルを確保することができるようになる。

（３）暗号鍵Ｋａをランダムな文字列からなるシードＳｅに基づいて暗号化することで新規なバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成することとした。これにより、新規なバレットモード用暗号鍵Ｋｂを容易に生成することができるようになる。

（４）車載機２では、通常モードからバレットモードへの変更に伴いシードＳｅを生成した後、暗号鍵Ｋａに基づいてシードＳｅを暗号化することによりバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成するとともに、シードＳｅの情報を携帯機１に送信することとした。また、携帯機１では、車載機２から送信されるシードＳｅの情報に基づいて暗号鍵Ｋａを暗号化することによりバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成することとした。これにより、携帯機１及び車載機２の間でバレットモード用暗号鍵Ｋｂの共有化を容易に図ることができるため、チャレンジレスポンス認証を適切に行うことができ、ひいてはそれらの間の適切な無線通信を確保することができるようになる。また、仮に携帯機１及び車載機２の間で授受される無線信号が第三者によって傍受されたとしても、バレットモード用暗号鍵Ｋｂそのものが第三者に漏洩することはないため、高いセキュリティレベルを的確に確保することができるようになる。

（５）車両の動作モードをバレットモードから通常モードに変更する際に、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報を不揮発性メモリ１０ａ，２０ａから消去することとした。これにより、仮に第三者が携帯機１を解析したとしても、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報が第三者に漏洩することはない。したがって、第三者がバレットモード用暗号鍵Ｋｂを利用して何らかの不正行為を行うことを未然に防止することができるため、高いセキュリティレベルを維持することができるようになる。

＜第２の実施形態＞
続いて、本発明にかかる車両の電子キーシステムの第２の実施形態について図７を参照して説明する。なお、この第２の実施形態にかかる電子キーシステムも、その基本構成は先の図１に例示した電子キーシステムと同様である。

本実施形態では、車両の動作状態がバレットモードから通常モードに変更される都度、暗号鍵Ｋａを新たに生成するようにしている。
図７は、先の図６に対応する図として、車両の動作モードをバレットモードから通常モードに変更する操作が行われた際の電子キーシステムの動作をシーケンスチャートとして示したものである。なお、図７では、先の図６に例示した処理と同一の処理には同一の符号を付すことによりその説明を割愛し、以下では、両者の相違点を中心に説明する。

本実施形態では図７に示すように、照合ＥＣＵ２０は、カーナビＥＣＵ５０から送信された通常モード切り替え指令を受信すると、シードＳｅをランダムに生成するとともに（ステップＳ９２）、生成したシードＳｅを含む通常モード切り替え信号を生成してこれを携帯機１に送信する。

これにより、携帯機ＥＣＵ１０は、通常モード切り替え信号を受信すると、同信号に含まれているシードＳｅと不揮発性メモリ１０ａに記憶されているバレットモード用暗号鍵Ｋｂとに基づき暗号鍵Ｋａを生成する（ステップＳ８２）。具体的には、ＲＯＭ１０ｂに記憶されている暗号鍵生成プログラム、すなわち先の図４に例示した暗号鍵生成プログラムを実行することによりシードＳｅをバレットモード用暗号鍵Ｋｂのもとに暗号化して、暗号鍵Ｋａを生成する。また、携帯機ＥＣＵ１０は、生成した暗号鍵Ｋａの情報を不揮発性メモリ１０ａに記憶させるとともに（ステップＳ８３）、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵を暗号鍵Ｋａに設定する（ステップＳ８０）。さらに、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報を不揮発性メモリ１０ａから消去した後（ステップＳ８１）、通常モード切り替え完了信号を生成してこれを車載機２に送信する。

一方、照合ＥＣＵ２０は、通常モード切り替え信号を受信すると、自身が生成したシードＳｅと不揮発性メモリ１０ａに記憶されているバレットモード用暗号鍵Ｋｂとに基づき暗号鍵Ｋａを生成する（ステップＳ９３）。具体的には、ＲＯＭ２０ｂに記憶されている暗号鍵生成プログラムを実行することによりバレットモード用暗号鍵ＫｂをシードＳｅのもとに暗号化して、暗号鍵Ｋａを生成する。また、照合ＥＣＵ２０は、暗号鍵Ｋａの情報を不揮発性メモリ２０ａに記憶させるとともに（ステップＳ９４）、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いる暗号鍵を暗号鍵Ｋａに設定する（ステップＳ９０）。さらに、バレットモード用暗号鍵Ｋｂの情報を不揮発性メモリ２０ａから消去した後（ステップＳ９１）、通常モード切り替え指令をエンジンＥＣＵ４０及びカーナビＥＣＵ５０にそれぞれ送信する。

なお、本実施形態では、先の図３に例示した処理、すなわち車両の動作モードを通常モードからバレットモードに変更する処理において、照合ＥＣＵ２０は、チャレンジコードＲｃを暗号化する際の暗号鍵をバレットモード用暗号鍵Ｋｂに設定したとき（ステップＳ５６）、暗号鍵Ｋａの情報を不揮発性メモリ２０ａから消去する処理を行う。また、携帯機ＥＣＵ１０も、チャレンジコードＲｃを暗号化する際の暗号鍵をバレットモード用暗号鍵Ｋｂに設定したとき（ステップＳ６３）、暗号鍵Ｋａの情報を不揮発性メモリ２０ａから消去する処理を行う。

車両の電子キーシステムとしてのこうした構成によれば、車両の動作モードがバレットモードから通常モードに変更される際に、新たな暗号鍵Ｋａが生成される。また前述のように、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される際に、新たなバレットモード用暗号鍵Ｋｂが生成される。すなわち、本実施形態では、車両の動作モードが変更される都度、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いられる暗号鍵が変更される。このため、仮に暗号鍵Ｋａが第三者によって不正に取得されたとしても、車両のオーナが車両の動作モードを一旦変更すれば、それ以降、第三者によって不正に取得された暗号鍵が用いられることはない。したがって、第三者により偽造された携帯機によって車両が不正に操作されるといった状況をより的確に回避することができるため、車両のセキュリティ性が更に向上するようになる。

以上説明したように、本実施形態にかかる車両の電子キーシステムによれば、上記第１の実施形態による（１）〜（５）の効果に加え、更に以下のような効果が得られるようになる。

（６）バレットモードから通常モードへの変更に伴って新規な暗号鍵Ｋａを生成することとした。これにより、車両の動作モードが変更される都度、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いられる暗号鍵が変更されるため、車両のセキュリティ性が更に向上するようになる。

＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、携帯機１及び車載機２の間でシードＳｅを授受することにより、携帯機ＥＣＵ１０及び照合ＥＣＵ２０の間でバレットモード用暗号鍵Ｋｂの共有化を図ることとした。これに代えて、例えば照合ＥＣＵ２０のＲＯＭ２０ｂに、先の図４に例示した暗号鍵生成プログラムに代えて、暗号鍵をランダムに生成するプログラムを記憶させる。また、照合ＥＣＵ２０では、同プログラムを実行することによってバレットモード用暗号鍵Ｋｂを生成した後、生成した暗号鍵Ｋｂの情報を車載機２から携帯機１に無線送信する。そしてこのように携帯機１及び車載機２の間でバレットモード用暗号鍵Ｋｂを授受することで、携帯機ＥＣＵ１０及び照合ＥＣＵ２０の間でバレットモード用暗号鍵Ｋｂの共有化を図る。このような構成によれば、先の図４に例示した暗号鍵生成プログラムを携帯機ＥＣＵ１０のＲＯＭ１０ｂに記憶させる必要がなくなるため、ＲＯＭ１０ｂに記憶させるデータ量を削減することができる。したがって、ＲＯＭ１０ｂの小型化を図ることができるようになる。なお、上記第２の実施形態にあっては、携帯機ＥＣＵ１０及び照合ＥＣＵ２０の間で暗号鍵Ｋａの共有化を図るための構成として、同様の構成を採用することが可能である。

・上記各実施形態では、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される都度、バレットモード用暗号鍵Ｋｂを新たに生成することとした。これに代えて、例えば携帯機ＥＣＵ１０の不揮発性メモリ１０ａ及び照合ＥＣＵ２０の不揮発性メモリ２０ａに複数のバレットモード用暗号鍵Ｋｂを予め記憶させる。そして、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される度に、メモリ１０ａ，２０ａに記憶されている複数のバレットモード用暗号鍵Ｋｂを所定の順序で使用するようにしてもよい。また、例えば携帯機ＥＣＵ１０の不揮発性メモリ１０ａ及び照合ＥＣＵ２０の不揮発性メモリ１０ａに単一のバレットモード用暗号鍵Ｋｂを記憶させた上で、車両の動作モードがバレットモードに変更された際に、単一のバレットモード用暗号鍵Ｋｂを常に使用するようにしてもよい。これらの構成であっても、車両の動作モードが通常モードからバレットモードに変更される都度、チャレンジコードＲｃの暗号化の際に用いられる暗号鍵が暗号鍵Ｋａからバレットモード用暗号鍵Ｋｂに変更されるため、上記第１の実施形態による（１）の効果を奏することは可能である。なお、上記第２の実施形態にあっては、暗号鍵Ｋａを生成するための構成として、同様の構成を採用することが可能である。

・上記各実施形態では、チャレンジコードＲｃを暗号化するための暗号鍵を車両の動作モードの変更に伴い変更することとした。これに代えて、例えば携帯機１の識別コードや車両の識別コードに基づいて認証を行う電子キーシステムにあっては、これらの識別コードを暗号化するための暗号鍵を車両の動作モードの変更に伴い変更してもよい。要は、共通の暗号鍵により暗号化された情報を含む無線信号を車載機及び電子キーの間で授受することにより車両の各種制御を実行する電子キーシステムであれば、本発明にかかる車両の電子キーシステムを適用することが可能である。

・上記各実施形態では、本発明にかかる車両の電子キーシステムを、車両の動作モードを通常モード及びバレットモードのいずれかに選択的に設定することが可能な車両に適用することとした。これに代えて、車両の動作モードとして、通常モード及びバレットモードに加え、その他のモード、例えばグローブボックスの開閉を制限することのできるモードなどを選択することが可能な車両であっても、本発明にかかる車両の電子キーシステムを適用することは可能である。要は、車両の動作状態を複数の動作モードのうちのいずれかに選択的に設定することのできる車両であれば、本発明にかかる車両の電子キーシステムを適用することが可能である。

＜付記＞
次に、上記各実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項２に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載機及び前記電子キーによる前記新規な暗号鍵の生成は、ランダムな文字列からなるシードを現在使用している暗号鍵に基づいて暗号化して暗号鍵を新たに生成することにより行われることを特徴とする車両の電子キーシステム。同システムによれば、新規な暗号鍵を容易に生成することができるようになる。

（ロ）付記イに記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記車載機は、前記車両の動作状態の変更に伴い前記シードを生成した後、前記現在使用している暗号鍵に基づいて前記シードを暗号化することにより前記新規な暗号鍵を生成するとともに、前記シードの情報を前記電子キーに無線送信するものであって、前記電子キーは、前記現在使用している暗号鍵に基づいて前記車載機から送信されたシードを暗号化することにより前記新規な暗号鍵を生成するものであることを特徴とする車両の電子キーシステム。同システムによるように、車載機においてシードを生成した上で、このシードの情報を電子キーに送信することとすれば、車載機及び電子キーの間でシードの情報を共有化することができる。そして、車載機及び電子キーにおいて、このシードに基づき現在使用している暗号鍵を暗号化して新規な暗号鍵を生成することとすれば、それぞれにおいて生成される新規な暗号鍵は同一のものとなる。したがって、車載機及び電子キーの間で暗号鍵の共有化を図ることができるため、それらの間の適切な無線通信を確保することができるようになる。また、仮に車載機及び電子キーの間で授受される無線信号が第三者によって傍受されたとしても、第三者が取得できる情報はシードの情報だけであるため、暗号鍵そのものが第三者に漏洩することはない。このため、高いセキュリティレベルを的確に確保、維持することができるようになる。

（ハ）請求項２に記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記複数の動作状態には、前記車両の全ての機能を使用することが可能な通常モードと、前記車両の使用が制限されるバレットモードとが含まれ、前記新規な暗号鍵の生成が、前記車両の動作状態が前記バレットモードに設定されているときに使用される暗号鍵を対象として行われることを特徴とする車両の電子キーシステム。同システムによれば、車両の動作状態が通常モードからバレットモードに変更される都度、バレットモードの際に使用される暗号鍵が変更されるため、特に車両の動作状態がバレットモードであるときのセキュリティ性が向上するようになる。

（ニ）付記ハに記載の車両の電子キーシステムにおいて、前記新規な暗号鍵の生成が、前記車両の動作状態が前記通常モードに設定されているときに使用される暗号鍵を対象として更に行われることを特徴とする車両の電子キーシステム。同システムによれば、更に車両の動作状態がバレットモードから通常モードに変更される都度、通常モードの際に使用される暗号鍵が変更されるため、車両の動作状態が通常モードであるときのセキュリティ性が向上するようになる。

Ｋａ…暗号鍵、Ｋｂ…バレットモード用暗号鍵、Ｒｃ…チャレンジコード、Ｒｅ…レスポンス、Ｓｅ…シード、１…携帯機、２…車載機、１０…携帯機制御装置（携帯機ＥＣＵ）、１０ａ…不揮発性メモリ、１０ｂ…ＲＯＭ、１１…受信装置、１２…送信装置、２０…照合制御装置（照合ＥＣＵ）、２０ａ…不揮発性メモリ、２０ｂ…ＲＯＭ、２１…送信装置、２２…受信装置、３０…ボデー制御装置（ボデーＥＣＵ）、３１…ドアモータ、３２…エンジンスイッチ、４０…エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）、４１…エンジン、５０…カーナビゲーション制御装置（カーナビＥＣＵ）、５１…カーナビゲーション装置（カーナビ装置）、５１ａ…タッチパネル、６０…通信バス。

Claims (3)

1. 車両に設けられた車載機と電子キーとの間で、共通の暗号鍵により暗号化された情報を含む無線信号を授受することにより車両の各種制御が実行されるとともに、前記車両の動作状態を複数の動作状態のうちのいずれかに選択的に設定することが可能な車両の電子キーシステムにおいて、
   前記車載機及び前記電子キーは、前記車両の動作状態の変更に伴い前記暗号鍵を変更する
   ことを特徴とする車両の電子キーシステム。
2. 前記車載機及び前記電子キーによる前記暗号鍵の変更は、前記車両の動作状態の変更に伴い新規な暗号鍵を生成するとともに、同新規な暗号鍵に変更することにより行われる
   請求項１に記載の車両の電子キーシステム。
3. 前記車載機及び前記電子キーは、前記暗号鍵を変更する際に、変更前の暗号鍵の情報を各々の記憶手段から消去する
   請求項１又は２に記載の車両の電子キーシステム。

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