JP5451445B2 - 認証システム及び認証方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の認証機器のうちのいずれか一つの認証機器と、複数の被認証機器のうちのいずれか一つの被認証機器との間で認証を行う認証システム及び認証方法に関する。
従来、携帯電話機や電気自動車などの電子機器にあっては、電池を取り扱い易いように何らかの容器にまとめた電池パックを動作電源として用いるものが多い。このような電池パックは、一般に、二次電池によって構成されており、定期的に充電を行うことによって繰り返して使用することが可能となっている。一方、電池パックを構成する二次電池は、例えば充放電サイクルや使用環境、保管状態などに起因して劣化するため、上記電子機器では、通常、電池パックを新規なものと交換することができるようになっている。
ところで、電池パックを交換する際には、メーカの認定を受けている正規の電池パックに交換することが原則であるが、ユーザが、正規の電池パックよりも安価な非正規の電池パックを購入してこれを電子機器に装着することがある。しかしながら、このような非正規の電池パックが電子機器に装着された場合には、電子機器の正常な動作を確保することができないばかりでなく、悪くすると、電子機器に搭載されている各種電子部品が破損してしまうなどの不都合が生じるおそれがある。
そこで通常は、例えば特許文献１に見られるように、電子機器に電池パックが装着された際に、装着された電池パックが正規のものであるか否かの認証を行うとともに、電池パックが正規のものでない旨が判定された場合には、電子機器と電池パックとの間の接続を遮断するようにしている。このような認証システムによれば、仮に非正規の電池パックが電子機器に装着されたとしても、非正規の電池パックから電子機器への給電が行われることはないため、上述した各種電子部品の破損などを未然に防止することができるようになる。
特開２００５−１５１３６８号公報
ところで、このような認証システムでは、電池パックの認証方式として、例えばチャレンジレスポンス認証方式を採用することが考えられる。ここで、チャレンジレスポンス認証方式とは、電子機器と電池パックとの間で互いに共通の暗号鍵を持ち合い、乱数（チャレンジコード）を共通の暗号鍵で暗号化した結果に基づいて認証を行うものである。電池パックの認証方式としてこのようなチャレンジレスポンス認証方式を採用すれば、共通の暗号鍵がそのままのかたちで送信されることがないため、仮に電子機器と電池パックとの間で授受されるデータが第三者によって盗聴されたとしても、暗号鍵の情報が第三者に漏洩することはない。したがって、第三者による暗号鍵の不正な使用を未然に防止することができるため、セキュリティレベルを高く維持することができるようになる。
ただし、このような認証システムでは、全ての電子機器及び電池パックで共通の暗号鍵が用いられるため、仮に一つの電子機器の暗号鍵、あるいは一つの電池パックの暗号鍵が何らかの理由により第三者に漏洩したような場合には、第三者は全ての電子機器の暗号鍵を知ることができてしまう。このため、第三者が、この漏洩した暗号鍵を利用して非正規の電池パックを製造するようなことがあると、非正規の電池パックが全ての電子機器で使用される懸念があり、認証システムとしてのセキュリティレベル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、セキュリティレベルを高めることのできる認証システム、及び認証方法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、認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証システムにおいて、前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、第１の乱数を生成してこれを前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信するものであり、前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記被認証側暗号鍵、前記認証側識別コードから前記認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、取得した同第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算し、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信するものであり、前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数との比較に基づいて前記被認証機器の認証を行うことを要旨としている。
また、請求項４に記載の発明は、認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証方法において、前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備えるとともに、前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記被認証側暗号鍵、前記認証側識別コードから前記認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備えるものであって、
ａ．前記認証機器が、第１の乱数を生成してこれを前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信する第１の工程、及び、
ｂ．前記被認証機器が、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、取得した同第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算し、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信する第２の工程、及び、
ｃ．前記認証機器が、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数とを比較する第３の工程、を経て、前記認証機器が前記被認証機器の認証を行うことを要旨としている。
上記認証システム、あるいは上記認証方法によれば、認証機器及び被認証機器において用いられる暗号鍵を互いに異ならせることができるため、仮に被認証機器の暗号鍵が何らかの理由により第三者に漏洩したとしても、認証機器の暗号鍵の漏洩を防止することができるようになる。また、認証機器に対して個別に暗号鍵を設定するとともに、被認証機器に対しても個別に暗号鍵を設定するようにすれば、仮に一つの認証機器の暗号鍵、あるいは一つの被認証機器の暗号鍵が何らかの理由により第三者に漏洩したとしても、第三者は、全ての認証機器の暗号鍵を知ることはできない。換言すれば、全ての認証機器において用いられる暗号鍵が漏洩するような事態を回避することができるため、全ての認証機器及び被認証機器で共通の暗号鍵を用いる認証システムと比較すると、セキュリティレベルを高めることができるようになる。
請求項２に記載の発明は、認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証システムにおいて、前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、該認証側識別コードから前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算するとともに、第１の乱数を生成し、生成した同第１の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信するものであり、前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記認証側ロジック、前記被認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算し、前記第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信するものであり、前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数との比較に基づいて前記被認証機器の認証を行うことを要旨としている。
同システムによれば、認証機器及び被認証機器に暗号鍵を記憶させる必要がなくなるため、認証側暗号鍵や被認証側暗号鍵の漏洩を未然に防止することができるようになる。このため、全ての認証機器及び被認証機器で共通の暗号鍵を用いる認証システムと比較すると、セキュリティレベルを高め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に記載の認証システムにおいて、前記認証機器の記憶部には、前記認証を禁止すべき被認証機器の識別コードが記憶され、前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードが前記禁止すべき識別コードと一致するとき、前記認証は不成立である旨を判断することを要旨としている。
同システムによれば、仮に第三者が特定の被認証機器を元にその模倣品を製造する、いわゆるデッドコピーを行ったとしても、デッドコピーされた被認証機器の識別コードを、認証を禁止すべき識別コードとして認証機器の記憶部に記憶させれば、デッドコピーされた被認証機器の認証の成立を禁止することができるようになる。このため、セキュリティレベルを更に高めることができるようになる。
本発明にかかる認証システム、及び認証方法によれば、セキュリティレベルを高めることができるようになる。
本発明にかかる認証システムの一実施形態について同認証システムを利用した車両の認証システムのシステム構成を示すブロック図。 （ａ）、（ｂ）は、同実施形態の認証システムについて車両本体の不揮発性メモリに記憶されているデータ、及び電池パックの不揮発性メモリに記憶されているデータを模式的に示す図。 （ａ），（ｂ）は、同実施形態の認証システムについて電池パックが車両本体に装着された際に車両制御部により実行される処理、及び電池制御部により実行される処理の手順をそれぞれ示すフローチャート。 同実施形態の認証システムについて電池パックが車両本体に装着された際に車両制御部により実行される処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる認証システムの変形例について車両本体の不揮発性メモリに記憶されているデータ、及び電池パックの不揮発性メモリに記憶されているデータを模式的に示す図。 （ａ），（ｂ）は、同変形例の認証システムについて電池パックが車両本体に装着された際に車両制御部により実行される処理、及び電池制御部により実行される処理の手順をそれぞれ示すフローチャート。
以下、本発明にかかる認証システムを、車両の認証システムに適用した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、この車両の認証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る。
同図１に示されるように、この車両は、いわゆる電気自動車であって、大きくは、モータ１０を駆動源とする車両本体ＣＡと、同車両本体ＣＡに脱着可能に装着されるとともにモータ１０の動作電源として機能する電池パックＢＰとを有して構成されている。
ここで、車両本体ＣＡには、上記電池パックＢＰから接続端子１１を介して供給される直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路１２が設けられており、このインバータ回路１２で変換された三相交流電力がモータ１０に供給される。そして、このモータ１０は、いわゆる三相交流モータであって、インバータ回路１２から供給される三相交流電力によって駆動する。なお、上記接続端子１１とインバータ回路１２との間には、それらの接続を断続させるスイッチ１３が設けられており、このスイッチ１３をオン／オフさせることで、電池パックＢＰからインバータ回路１２への給電を断続させることが可能となっている。また、この車両本体ＣＡには、接続端子１４を介して電池パックＢＰに接続される通信部１５が設けられており、電池パックＢＰとの間の各種データの授受が、この通信部１５を介して行われる。そして、上記インバータ回路１２を通じてのモータ１０の駆動制御、上記スイッチ１３のオン／オフの切り替え、並びに上記通信部１５を介しての通信制御が、車両制御部１６を通じて統括的に行われる。ちなみに、この車両制御部１６は、演算処理装置（ＣＰＵ）や、記憶部としてのデータメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性メモリ１６ａなどを有して構成されている。
一方、電池パックＢＰには、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池を複数個組み合わせた組電池２０が設けられており、この組電池２０に貯えられている直流電力が接続端子２１を介して車両本体ＣＡに供給される。また、この電池パックＢＰには、接続端子２２を介して車両本体ＣＡに接続される通信部２３が設けられており、車両本体ＣＡとの間の各種データの授受が、この通信部２３を介して行われる。そして、この通信部２３を介しての通信制御が、電池制御部２４を通じて行われる。ちなみに、この電池制御部２４も、演算処理装置（ＣＰＵ）や、記憶部としてのデータメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性メモリ２４ａなどを有して構成されている。
そして、このように構成された認証システムにあって、電池パックＢＰが車両本体ＣＡに装着されたとすると、車両本体ＣＡ及び電池パックＢＰは次のように動作する。まず、電池パックＢＰが車両本体ＣＡに装着されると、車両本体ＣＡの接続端子１１及び電池パックＢＰの接続端子２１が互いに接続されて、電池パックＢＰから車両本体ＣＡへの給電が可能となる。またこのとき、車両本体ＣＡの接続端子１４及び電池パックＢＰの接続端子２２も接続されて、車両制御部１６と電池制御部２４との間の通信が可能となる。そして、車両制御部１６は、このように電池制御部２４との通信が可能となると、車両本体ＣＡに電池パックＢＰが装着されたと判断して、電池制御部２４との間で各種データの授受を行い、電池パックＢＰの認証を行う。そして、車両制御部１６は、電池パックＢＰの認証が成立した旨を判断すると、上記スイッチ１３をオンさせて、電池パックＢＰから車両本体ＣＡへの給電を許可する。一方、車両制御部１６は、電池パックＢＰの認証が不成立である旨を判断すると、上記スイッチ１３をオフさせて、電池パックＢＰから車両本体ＣＡへの給電を禁止する。
ところで、このような認証システムにあっては、前述のように、複数の車両本体ＣＡ及び複数の電池パックＢＰで共通の暗号鍵を持ち合わせた上で、この共通の暗号鍵を利用して電池パックＢＰの認証を行うようにした場合には、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、仮に一つの車両本体ＣＡの暗号鍵、あるいは一つの電池パックＢＰの暗号鍵が何らかの理由により第三者に漏洩した場合には、全ての車両本体ＣＡの暗号鍵が第三者に知られてしまう。このため、漏洩した暗号鍵を利用して第三者が非正規の電池パックを製造するようなことがあると、この非正規の電池パックの認証が複数の車両本体ＣＡで成立してしまうため、セキュリティレベルが著しく低下するおそれがある。
そこで、本実施形態では、複数の車両本体ＣＡ毎に、また、複数の電池パックＢＰ毎に各別に暗号鍵を設定した上で、これらの暗号鍵を用いて電池パックＢＰの認証を行うようにしている。
一方、このように暗号鍵を設定したとしても、第三者が特定の電池パックを元にその模倣品を製造する、いわゆるデッドコピーを行うようなことがあると、このデッドコピーされた電池パックの認証が複数の車両本体ＣＡで成立してしまうことも懸念される。
そこで、本実施形態では、更に、複数の電池パックＢＰ毎に各別に識別コード（ＩＤコード）を設定した上で、デッドコピーされた電池パックの識別コードを認証禁止識別コードとして上記車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａに記憶させるようにしている。そして、電池パックＢＰの認証を行う際に、電池パックＢＰの識別コードと認証禁止識別コードとの照合を行い、互いの識別コードが一致する場合には、電池パックＢＰの認証を禁止するようにしている。
次に、このような電池パックＢＰの認証を行うべく、車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａ及び電池制御部２４の不揮発性メモリ２４ａにそれぞれ記憶されているデータについて図２（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
同図２（ａ），（ｂ）に示されるように、車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａ及び電池制御部２４の不揮発性メモリ２４ａには、以下の（ａ１）〜（ａ８）に示すデータがそれぞれ記憶されている。但し、「ｍ」及び「ｎ」は２以上の整数を示す。
（ａ１）複数の車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍ毎に各別に設定されている認証側識別コードＩＤＡ１〜ＩＤＡｍ。このデータは車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの不揮発性メモリ１６ａにそれぞれ記憶されている。
（ａ２）複数の電池パックＢＰ１〜ＢＰｎ毎に各別に設定されている被認証側識別コードＩＤＢ１〜ＩＤＢｎ。このデータは電池パックＢＰ１〜ＢＰｎの不揮発性メモリ２４ａにそれぞれ記憶されている。
（ａ３）複数の車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍ毎に各別に設定されている認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍ。このデータは車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの不揮発性メモリ１６ａにそれぞれ記憶されている。
（ａ４）複数の電池パックＢＰ１〜ＢＰｎ毎に各別に設定されている被認証側暗号鍵ＫＢ１〜ＫＢｎ。このデータは電池パックＢＰ１〜ＢＰｎの不揮発性メモリ２４ａにそれぞれ記憶されている。
（ａ５）上記認証側識別コードＩＤＡ１〜ＩＤＡｍから上記認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍを演算するための認証側ロジックＬＡ。このデータは電池パックＢＰ１〜ＢＰｎの不揮発性メモリ２４ａにそれぞれ記憶されている。なお、認証側識別コードＩＤＡ１〜ＩＤＡｍ、認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍ、及び認証側ロジックＬＡの間には次式（１）が成立する（但し、ｉ＝１〜ｍ）。
ＫＡｉ＝ＬＡ（ＩＤＡｍ） ・・・（１）
（ａ６）上記被認証側識別コードＩＤＢ１〜ＩＤＢｎから上記被認証側暗号鍵ＫＢ１〜ＫＢｎを演算するための被認証側ロジック。このデータは車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの不揮発性メモリ１６ａにそれぞれ記憶されている。なお、被認証側識別コードＩＤＢ１〜ＩＤＢｎ、被認証側暗号鍵ＫＢ１〜ＫＢｎ、及び被認証側ロジックＬＢの間には次式（２）が成立する（但し、ｊ＝１〜ｎ）。
ＫＢｊ＝ＬＢ（ＩＤＢｎ） ・・・（２）
（ａ７）共通暗号化アルゴリズム。このデータは車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの不揮発性メモリ１６ａ、及び電池パックＢＰ１〜ＢＰｎの不揮発性メモリ２４ａにそれぞれ記憶されている。なお、この共通暗号化アルゴリズムは、例えばＤＥＳ（Ｄａｔａ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）やＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）などの暗号方式に基づいて、入力されるデータを暗号化するプログラムである。
（ａ８）上記被認証側識別コードＩＤＢ１〜ＩＤＢｎのうち、認証を禁止する電池パックの識別コードに該当する認証禁止識別コードＩＤＢｓ。このデータは車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの不揮発性メモリ１６ａにそれぞれ記憶されている。
なお、認証を禁止する電池パックが複数存在している場合には、該当する複数の電池パックの識別コードが認証禁止識別コードＩＤＢｓとして不揮発性メモリ１６ａに記憶される。また、認証禁止識別コードＩＤＢｓの情報は、例えばディーラが保有するデータベースなどによって管理されており、車検の際にディーラによって逐次更新される。
次に、図３及び図４を参照して、車両本体ＣＡｉに電池パックＢＰｊが装着された際に、車両制御部１６及び電池制御部２４を通じて実行される処理について説明する（但し、ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）。
図３及び図４は、これらの処理の手順をフローチャートで示したものである。
同図３（ａ）に示されるように、車両制御部１６を通じて実行される処理では、はじめに、第１の乱数Ｃ１が生成されるとともに（ステップＳ１０）、生成された第１の乱数Ｃ１が、不揮発性メモリ１６ａに記憶されている共通暗号化アルゴリズムＦ及び認証側暗号鍵ＫＡｉを用いて暗号化される（ステップＳ１１）。そして、続くステップＳ１２の処理として、生成された第１の暗号化乱数Ｆ（Ｃ１，ＫＡｉ）に、不揮発性メモリ１６ａに記憶されている認証側識別コードＩＤＡｉを付加することでチャレンジ信号が生成されるとともに、生成されたチャレンジ信号が上記通信部１５を介して電池パックＢＰｊに送信される（ステップＳ１３）。
一方、図３（ｂ）に示されるように、電池制御部２４を通じて実行される処理では、はじめに、車両本体ＣＡｉからチャレンジ信号が送信されたか否かが判断される（ステップＳ３０）。ここで、車両本体ＣＡｉから送信された上記チャレンジ信号を通信部２３を介して受信した場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、チャレンジ信号に含まれている認証側識別コードＩＤＡｉ、及び不揮発性メモリ２４ａに記憶されている認証側ロジックＬＡから上記式（１）に基づき認証側暗号鍵ＫＡｉが演算される（ステップＳ３１）。そして、続くステップＳ３２の処理として、演算された認証側暗号鍵ＫＡｉ、及び不揮発性メモリ２４ａに記憶されている共通暗号化アルゴリズムＦを用いて、受信したチャレンジ信号に含まれている上記第１の暗号化乱数Ｆ（Ｃ１，ＫＡｉ）を復号することで、第２の乱数Ｃ２が取得される。また、この取得された第２の乱数Ｃ２が、不揮発性メモリ２４ａに記憶されている共通暗号化アルゴリズムＦ及び被認証側暗号鍵ＫＢｊを用いて暗号化されるとともに（ステップＳ３３）、この第２の暗号化乱数Ｆ（Ｃ２，ＫＢｊ）に、不揮発性メモリ２４ａに記憶されている被認証側識別コードＩＤＢｊを付加してレスポンス信号が生成される（ステップＳ３４）。さらに、続くステップＳ３５の処理として、この生成されたレスポンス信号が上記通信部２３を介して車両本体ＣＡｉに送信されて、電池制御部２４は、この一連の処理を終了する。
また一方、図３（ａ）に示されるように、車両制御部１６を通じて実行される処理では、上記ステップＳ１３の処理に続いて、レスポンス信号を受信したか否かが判断される（ステップＳ１４）。ここで、電池パックＢＰｊから送信されたレスポンス信号を上記通信部１５を介して受信した場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、図４に示されるように、続くステップＳ１５の処理として、レスポンス信号に含まれている被認証側識別コードＩＤＢｊが、不揮発性メモリ１６ａに記憶されている認証禁止識別コードＩＤＢｓであるか否かが判断される。このステップＳ１５の処理では、被認証側識別コードＩＤＢｊと認証禁止識別コードＩＤＢｓとの照合を行い、互いに識別コードが一致している旨が判断されることをもって、被認証側識別コードＩＤＢｊが認証禁止識別コードＩＤＢｓである旨が判断される。そして、このステップＳ１５の処理を通じて、被認証側識別コードＩＤＢｊが認証禁止識別コードＩＤＢｓである旨が判断された場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、電池パックＢＰｊの認証は不成立であるとして、電池パックＢＰｊから車両本体ＣＡｉへの給電を禁止すべく、上記スイッチ１３がオフ操作される（ステップＳ２０）。そして、このステップＳ２０の処理を実行した後、車両制御部１６は、この一連の処理を終了する。
一方、ステップＳ１５の処理を通じて、被認証側識別コードＩＤＢｊが認証禁止識別コードＩＤＢｓでない旨が判断された場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、受信したレスポンス信号に含まれている被認証側識別コードＩＤＢｊ、及び不揮発性メモリ１６ａに記憶されている被認証側ロジックＬＢから上記式（２）に基づき被認証側暗号鍵ＫＢｊが演算される（ステップＳ１６）。そして、続くステップＳ１７の処理として、演算された被認証側暗号鍵ＫＢｊ、及び不揮発性メモリ１６ａに記憶されている共通暗号化アルゴリズムＦに基づいて、受信したレスポンス信号に含まれている上記第２の暗号化乱数Ｆ（Ｃ２，ＫＢｊ）を復号することで、第３の乱数Ｃ３が取得される。さらに、この取得された第３の乱数Ｃ３と、上記ステップＳ１１の処理を通じて演算された第１の乱数Ｃ１とが互いに一致するか否かが判断されて（ステップＳ１８）、それぞれの乱数が互いに一致する旨が判断された場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、電池パックＢＰｊから車両本体ＣＡｉへの給電を許可すべく、上記スイッチ１３がオン操作される（ステップＳ１９）。そして、このステップＳ２０の処理に続いて、車両制御部１６は、この一連の処理を一旦終了する。
なお、ステップＳ１８の処理を通じて、第１の乱数Ｃ１及び第３の乱数Ｃ３が互いに一致していない旨が判断された場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、電池パックＢＰｊから車両本体ＣＡｉへの給電を禁止すべく、上記スイッチ１３がオフ操作されて（ステップＳ２０）、車両制御部１６は、この一連の処理を終了する。
車両の認証システムとしてのこうした構成によれば、車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａ、及び電池制御部２４の不揮発性メモリ２４ａに上記（ａ１）〜（ａ８）に示したデータが正しく記憶されていれば、第１〜第３の乱数Ｃ１〜Ｃ３は全て同一の値となる。すなわちこの場合には、電池パックＢＰｊの認証が適切に成立するため、電池パックＢＰｊから車両本体ＣＡｉへの給電が許可される。
一方、本実施形態では、このように電池パックＢＰｊの認証を適切に行いながらも、車両本体ＣＡｉ及び電池パックＢＰｊにおいて用いられる暗号鍵が互いに異なるため、仮に何らかの理由により電池パックＢＰｊの被認証側暗号鍵ＫＢｊが漏洩したとしても、車両本体ＣＡｉの認証側暗号鍵ＫＡｉの漏洩を防止することができるようになる。また、複数の車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍに対して互いに異なる認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍがそれぞれ設定されるとともに、複数の電池パックＢＰ１〜ＢＰｎに対しても互いに異なる被認証側暗号鍵ＫＢ１〜ＫＢｎがそれぞれ設定されているため、仮に一つの車両本体ＣＡｉの暗号鍵ＫＡｉ、あるいは一つの電池パックＢＰｊの暗号鍵ＫＡｉが何らかの理由により第三者に漏洩したとしても、第三者は、全ての車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍの暗号鍵を知ることはできない。換言すれば、全ての車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍにおいて用いられる暗号鍵が漏洩するような事態を回避することができるため、全ての車両本体ＣＡ及び電池パックＢＰで共通の暗号鍵を用いる認証システムと比較すると、セキュリティレベルを高めることができるようになる。
さらに、本実施形態では、仮に第三者が特定の電池パックＢＰｊをデッドコピーしたとしても、この特定の電池パックＢＰｊの識別コードを上記認証禁止識別コードＩＤＢｓとして車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａに記憶することによって、デッドコピーされた電池パックの使用を未然に防止することができるようになる。このため、システムとしてのセキュリティレベルを更に高め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認証システムによれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）複数の車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍに対して互いに異なる認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍを設定するとともに、複数の電池パックＢＰ１〜ＢＰｎに対しても互いに異なる被認証側暗号鍵ＫＢ１〜ＫＢｎを設定するようにした。そしてこのように設定された暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍ，ＫＢ１〜ＫＢｎを用いて電池パックＢＰの認証を行うようにした。これにより、複数の車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍにおいて用いられる認証側暗号鍵ＫＡ１〜ＫＡｍの漏洩を防止することができるため、セキュリティレベルを高めることができるようになる。
（２）認証禁止識別コードＩＤＢｓを車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａに記憶させるようにした上で、電池パックＢＰｊから送信されるレスポンス信号に含まれている被認証側識別コードＩＤＢｊと認証禁止識別コードＩＤＢｓとが互いに一致するとき、電池パックＢＰｊの認証は不成立である旨を判断するようにした。これにより、デッドコピーされた電池パックの使用を未然に防止することができるため、セキュリティレベルを更に高めることができるようになる。
なお、上記実施形態は、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。
・図５に示されるように、車両本体ＣＡｉの不揮発性メモリ１６ａには、上記認証側暗号鍵ＫＡｉに代えて認証側ロジックＬＡを記憶させてもよい。また、電池パックＢＰｊの不揮発性メモリ２４ａには、上記被認証側暗号鍵ＫＢｊに代えて被認証側ロジックＬＢを記憶させてもよい。そしてこのような構成を採用した場合には、先の図３（ａ）に対応する図として図６（ａ）を示すように、車両制御部１６では、例えばステップＳ１０の処理で第１の乱数Ｃ１を生成した後に、続くステップＳ２１の処理として、不揮発性メモリ１６ａに記憶されている認証側識別コードＩＤＡｉから認証側ロジックＬＡに基づいて認証側暗号鍵ＫＡｉを演算する。また、先の図３（ｂ）に対応する図として図６（ｂ）を示すように、電池制御部２４では、例えばステップＳ３２の処理を通じて第２の乱数Ｃ２を生成した後に、続くステップＳ３６の処理として、不揮発性メモリ２４ａに記憶されている被認証側識別コードＩＤＢｊから被認証側ロジックＬＢに基づいて被認証側暗号鍵ＫＢｊを演算する。車両の認証システムとしてこのような構成を採用すれば、車両本体ＣＡｉ及び電池パックＢＰｊに暗号鍵を記憶させる必要がなくなるため、認証側暗号鍵ＫＡｉや被認証側暗号鍵ＫＢｊの漏洩を未然に防止することができるようになる。このため、全ての車両本体ＣＡ１〜ＣＡｍ及び電池パックＢＰ１〜ＢＰｎで共通の暗号鍵を用いる認証システムと比較すると、セキュリティレベルを高めることができるようになる。
・上記実施形態では、電池パックＢＰｊから送信されるレスポンス信号に含まれている被認証側識別コードＩＤＢｊと認証禁止識別コードＩＤＢｓとが互いに一致するとき、電池パックＢＰｊの認証は不成立である旨を判断するようにしたが、この判断処理は割愛することも可能である。このような構成によれば、車両制御部１６の不揮発性メモリ１６ａに認証禁止識別コードＩＤＢｓを記憶させる必要がなくなるため、その分だけ不揮発性メモリ１６ａの容量的な余裕を確保することができるようになる。
・上記実施形態では、本発明にかかる認証システムを車両の認証システムに適用した上で、認証機器として車両本体ＣＡを、また、被認証機器として電池パックＢＰを採用するようにしたが、認証機器は、例えば携帯電話機やノートパソコン、デジタルカメラなどであってもよい。また、被認証機器は、例えばメモリカードや各種のアダプタ装置であってもよい。要は、複数の認証機器のうちのいずれか一つの認証機器と、複数の被認証機器のうちのいずれか一つの被認証機器との間で認証を行うシステムであれば、本発明にかかる認証システムを適用することは可能である。
（付記）
次に、上記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１〜３のいずれか一項に記載の認証システムにおいて、前記認証機器が、二次電池からの給電によって動作するモータを駆動源とする車両本体であり、前記被認証機器が、前記二次電池によって構成される電池パックであることを特徴とする認証システム。上述のように、認証機器が車両本体であり、被認証機器が電池パックである認証システムにあっては、暗号鍵の漏洩によるセキュリティ性の低下が懸念されている。したがって、このような認証システムに請求項１〜３のいずれか一項に記載の認証システムを適用することの意義は大きい。
ＢＰ…電池パック、ＣＡ…車両本体、１０…モータ、１１，１４，２１，２２…接続端子、１２…インバータ回路、１３…スイッチ、１５，２３…通信部、１６…車両制御部、１６ａ，２４ａ…不揮発性メモリ、２０…組電池、２４…電池制御部、２４ａ…不揮発性メモリ。

Claims (4)

  1. 認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証システムにおいて、
    前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、第１の乱数を生成してこれを前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信するものであり、
    前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記被認証側暗号鍵、前記認証側識別コードから前記認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、取得した同第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算し、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信するものであり、
    前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数との比較に基づいて前記被認証機器の認証を行う
    ことを特徴とする認証システム。
  2. 認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証システムにおいて、
    前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、該認証側識別コードから前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算するとともに、第１の乱数を生成し、生成した同第１の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信するものであり、
    前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記認証側ロジック、前記被認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備え、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算し、前記第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信するものであり、
    前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数との比較に基づいて前記被認証機器の認証を行う
    ことを特徴とする認証システム。
  3. 前記認証機器の記憶部には、前記認証を禁止すべき被認証機器の識別コードが記憶され、前記認証機器は、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードが前記禁止すべき識別コードと一致するとき、前記認証は不成立である旨を判断する
    請求項１又は２に記載の認証システム。
  4. 認証機器と被認証機器との間で認証を行う認証方法において、
    前記認証機器は、該認証機器に個別に設定された認証側識別コード、前記認証機器に個別に設定された認証側暗号鍵、前記被認証機器に個別に設定された被認証側識別コードから前記被認証機器に個別に設定された被認証側暗号鍵を演算するための被認証側ロジック、及び共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備えるとともに、
    前記被認証機器は、前記被認証側識別コード、前記被認証側暗号鍵、前記認証側識別コードから前記認証側暗号鍵を演算するための認証側ロジック、及び前記共通暗号化アルゴリズムを記憶する記憶部を備えるものであって、
    ａ．前記認証機器が、第１の乱数を生成してこれを前記共通暗号化アルゴリズム及び前記認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第１の暗号化乱数を演算した後に、演算した同第１の暗号化乱数を前記認証側識別コードとともに前記被認証機器に送信する第１の工程、及び、
    ｂ．前記被認証機器が、前記認証機器から送信される前記認証側識別コードから前記認証側ロジックに基づいて前記認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同認証側暗号鍵を用いて前記第１の暗号化乱数を復号することで第２の乱数を取得するとともに、取得した同第２の乱数を前記共通暗号化アルゴリズム及び前記被認証側暗号鍵を用いて暗号化することで第２の暗号化乱数を演算し、演算した同第２の暗号化乱数を前記被認証側識別コードとともに前記認証機器に送信する第２の工程、及び、
    ｃ．前記認証機器が、前記被認証機器から送信される前記被認証側識別コードから前記被認証側ロジックに基づいて前記被認証側暗号鍵を演算した後に、演算した同被認証側暗号鍵を用いて前記第２の暗号化乱数を復号することで第３の乱数を取得し、取得した同第３の乱数と前記第１の乱数とを比較する第３の工程、
    を経て、前記認証機器が前記被認証機器の認証を行う
    ことを特徴とする認証方法。
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