JP5783103B2 - 車両用データ通信システム及び車両用データ通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のノードにバスを介して接続される車両用データ通信装置を備えた車両用データ通信システム及び前記車両用データ通信装置に関する。

従来より、ノードであるＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）間や外部ツールとＥＣＵとの間でバスを介してデータ通信を行うことが供されている。外部ツールとＥＣＵとがデータ通信を行う場合は、外部ツールをバスに接続することで、そのバスに接続されているＥＣＵにアクセスすることが可能となり、ＥＣＵの制御プログラムを書換えたり、ＥＣＵからデータを読出したりする等が可能となる（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−１９２２７７号公報

ところで、外部ツールやＥＣＵとバスとの間の接続インタフェースやデータ通信方式の仕様は公開されている。そのため、正規の作業者が正規な外部ツールをバスに接続することのみならず、悪意を持った第三者が不正な外部ツールをバスに接続することが懸念されている。不正な外部ツールがバスに接続されると、ＥＣＵの制御プログラムが不正に書換えられたり、ＥＣＵから不正にデータが読出されたりする等（所謂成りすましが行われること）の被害を受けることが懸念される。そもそも外部ツールとＥＣＵとの間で規定されているデータ通信方式であるＣＡＮ（Controller Area Network）通信では、データフレームを同報する方式であることから、盗聴や解析が容易であるという事情がある。更に、データを格納するデータフィールドやＣＲＣ（cyclic redundancy check）チェックを格納するＣＲＣフィールド等が規定されている一方、データフレームの発信元（発アドレス）を識別するソースフィールドやデータフレームを認証する認証フィールドが規定されていないという事情もある。

このような事情から、ＥＣＵ間や外部ツールとＥＣＵとの間でのデータ通信のセキュリティ性を高めることが要求されている。その一方、データを暗号化する機能をノードに持たせることで、セキュリティ性を高めることが可能となるが、データを暗号化する機能をノードに持たせる構成では、その分、構成が複雑化したり処理負荷が増大したりする等の様々が問題を誘発するという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、データを暗号化する機能をノードが持たない構成とすることで、ノードの負担を抑制することができつつ、データ通信のセキュリティ性を高めることができる車両用データ通信システム及び車両用データ通信装置を提供することにある。

請求項１に記載した車両用データ通信システムによれば、一のノードから他のノードにデータを中継する車両用データ通信装置において、一のノードから受信したデータを暗号化するか否かの暗号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスとデータの受信側のノードを接続するバスとの組み合わせの単位で一元的に管理するようにした。又、ノードにおいて、車両用データ通信装置から受信したデータを復号化するか否かの復号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスの単位で一元的に管理するようにした。

これにより、ノードはデータを暗号化して送信する必要がなくそのまま（暗号化することなく）送信すれば良く、又、車両用データ通信装置から自身に受信されたデータのみに対して復号化情報を記憶すれば良いので、暗号化や復号化が要因となってノードの構成が複雑化したり処理負荷が増大したりすることがなく、ノードの負担を抑制することができる。即ち、ノードが例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）であれば、その有限である処理能力（メモリ容量等）をＥＣＵの本来の機能に活用することができ、ＥＣＵの本来の機能を発揮し得ない状況を回避することができる。又、車両用データ通信装置がデータを暗号化することで、データ通信のセキュリティ性を高めることができる。

更に、暗号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスとデータの受信側のノードを接続するバスとの組み合わせの単位で記憶し、復号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスの単位で記憶するようにした。これにより、暗号化を必要とするデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成や、暗号化を必要としないデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成であれば、暗号化情報や復号化情報を複数のノードの個々を対象として設定する必要がなく、暗号化情報や復号化情報をバスを対象として設定することで、暗号化情報や復号化情報を設定する作業を簡素化することができる。

請求項２に記載した車両用データ通信システムによれば、暗号化情報をデータの送信側のノードとデータの受信側のノードとの組み合わせの単位で記憶し、復号化情報をデータの送信側のノードの単位で記憶するようにした。これにより、暗号化を必要とするデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成や、暗号化を必要としないデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成であっても、暗号化情報や復号化情報を複数のノードの個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。又、ノードを追加したり削除したりする場合に柔軟に対応することができる。

請求項３に記載した車両用データ通信システムによれば、暗号化情報や復号化情報をデータが格納されるデータフレームの種別を示す識別情報の単位で記憶するようにした。これにより、同一のノードが暗号化を必要とするデータが格納されるデータフレームと暗号化を必要としないデータが格納されるデータフレームとを混在して送信する構成であっても、暗号化情報や復号化情報を複数のデータフレームの個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。

請求項４に記載した車両用データ通信システムによれば、暗号化情報や復号化情報をデータが格納されるデータフレームにおけるデータの格納領域の単位で記憶するようにした。これにより、ノードが暗号化を必要とするデータと暗号化を必要としないデータとを混在して同一のデータフレームを送信する構成であっても、暗号化情報や復号化情報を複数のデータの格納領域の個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。

本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図 シーケンス図 図２相当図 図２相当図 図１相当図 本発明の第２の実施形態を示す図１相当図 図６相当図 本発明の第３の実施形態を示す図１相当図 データフレームの構成を示す図 本発明の第４の実施形態を示す図１相当図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、車両用データ通信システム１において、車両用データ通信装置２は、複数（図１では２個の）のＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）である第１のＥＣＵ３（ノードに相当）及び第２のＥＣＵ４（ノードに相当）と、作業者が操作可能な外部ツール５（ノードに相当）とを切分ける（分断する）ようにバスに接続されている。ここでは、車両用データ通信装置２と外部ツール５とを接続するバス、即ち、車両用データ通信装置２と外部ツール５との間でデータを伝送するバスをバスＡと称する。又、車両用データ通信装置２と第１のＥＣＵ３とを接続するバス、即ち、車両用データ通信装置２と第１のＥＣＵ３との間でデータを伝送するバスをバスＢと称する。更に、車両用データ通信装置２と第２のＥＣＵ４とを接続するバス、即ち、車両用データ通信装置２と第２のＥＣＵ４との間でデータを伝送するバスをバスＣと称する。外部ツール５側のバスＡには外部ツール５を着脱可能なコネクタ６が設けられており、外部ツール５は、コネクタ６に装着されることで車両用データ通信装置２との間でのデータ通信が可能となる。

バスＡ乃至バスＣはデータ通信方式としてＣＡＮ（Controller Area Network）通信が採用されている。ＣＡＮ通信では、データを格納するデータフィールドやＣＲＣ（cyclic redundancy check）チェックを格納するＣＲＣフィールド等が規定されているが、データフレームの発信元（発アドレス）を識別するソースフィールドやデータフレームを認証する認証フィールドが規定されていない。

車両用データ通信装置２は、制御部２ａ（暗号化制御手段に相当）と、ＥＣＵ側バス通信部２ｂと、外部ツール側バス通信部２ｃと、暗号化部２ｄと、暗号テーブル２ｅ（暗号化情報記憶手段に相当）とを有する。制御部２ａは、マイクロコンピュータを有して構成されており、マイクロコンピュータが制御プログラムを実行することでＥＣＵ側バス通信部２ｂ、外部ツール側バス通信部２ｃ、暗号化部２ｄの動作を制御する。ＥＣＵ側バス通信部２ｂは、バスＢ及びバスＣに接続されており、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４との間でデータの送受信動作を制御する。外部ツール側バス通信部２ｃは、バスＡに接続されており、コネクタ６に外部ツール５が接続されている状態で、その外部ツール５との間でデータの送受信動作を制御する。

暗号化部２ｄは、暗号テーブル２ｅを参照し、外部ツール５から外部ツール側バス通信部２ｃに受信された平文のデータや第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４からＥＣＵ側バス通信部２ｂに受信された平文のデータを暗号化して暗文のデータに書換える暗号化機能を有する。暗号テーブル２ｅは、データの送信側のノードを接続するバスとデータの受信側のノードを接続するバスとの組み合わせを単位とする暗号化情報を記憶するテーブルである。図１では、例えばデータの送信側のノードを接続するバスがバスＡであり且つデータの受信側のノードを接続するバスがバスＢであれば、平文のデータを暗号化する（「暗」）ことを記憶しており、又、データの送信側のノードを接続するバスがバスＡであり且つデータの受信側のノードを接続するバスがバスＣであれば、平文のデータを暗号化しない（「平」）ことを記憶している場合を例示している。

第１のＥＣＵ３は、制御部３ａ（復号化制御手段に相当）と、バス通信部３ｂと、復号化部３ｃと、復号テーブル３ｄ（復号化情報記憶手段に相当）とを有する。制御部３ａは、マイクロコンピュータを有して構成されており、マイクロコンピュータが制御プログラムを実行することで、バス通信部３ｂ、復号化部３ｃの動作を制御する。バス通信部３ｂは、バスＢに接続されており、車両用データ通信装置２との間でデータの送受信動作を制御する。

復号化部３ｃは、車両用データ通信装置２からバス通信部３ｂに受信された暗文のデータを復号化して平文のデータに書換える復号化機能を有する。復号テーブル３ｄは、データの送信側のノードを接続するバスを単位とする復号化情報を記憶するテーブルである。図１では、例えばデータの送信側のノードを接続するバスがバスＡであれば、暗文のデータを復号化する（「復」）ことを記憶しており、又、データの送信側のノードを接続するバスがバスＣであれば、平文のデータを復号化しない（「平」）ことを記憶している場合を例示している。

第２のＥＣＵ４は、第１のＥＣＵ３と同等の構成である。即ち、第２のＥＣＵ４は、制御部４ａ（復号化制御手段に相当）と、バス通信部４ｂと、復号化部４ｃと、復号テーブル４ｄ（復号化情報記憶手段に相当）とを有する。制御部４ａは、マイクロコンピュータを有して構成されており、マイクロコンピュータが制御プログラムを実行することで、バス通信部４ｂ、復号化部４ｃの動作を制御する。バス通信部４ｂは、バスＣに接続されており、車両用データ通信装置２との間でデータの送受信動作を制御する。

復号化部４ｃは、車両用データ通信装置２からバス通信部４ｂに受信された暗文のデータを復号化して平文のデータに書換える復号化機能を有する。復号テーブル４ｄは、データの送信側のノードを接続するバスを単位とする復号化情報を記憶するテーブルである。図１では、例えばデータの送信側のノードを接続するバスがバスＡであれば、平文のデータを復号化しないことを記憶しており、データの送信側のノードを接続するバスがバスＢであれば、暗文のデータを復号化することを記憶している場合を例示している。

外部ツール５は、制御部５ａ（復号化制御手段に相当）と、バス通信部５ｂと、復号化部５ｃと、復号テーブル５ｄ（復号化情報記憶手段に相当）と、入出力インタフェース（ＩＦ）部５ｅとを有する。制御部５ａは、マイクロコンピュータを有して構成されており、マイクロコンピュータが制御プログラムを実行することで、バス通信部５ｂ、復号化部５ｃ、入出力ＩＦ部５ｅの動作を制御する。バス通信部５ｂは、バスＡに接続されており、車両用データ通信装置２との間でデータの送受信動作を制御する。

復号化部５ｃは、車両用データ通信装置２からバス通信部５ｂに受信された暗文のデータを復号化して平文のデータに書換える復号化機能を有する。復号テーブル５ｄは、データの送信側のノードを接続するバスを単位とする復号化情報を記憶するテーブルである。図１では、例えばデータの送信側のノードを接続するバスがバスＢであれば、暗文のデータを復号化することを記憶しており、データの送信側のノードを接続するバスがバスＣであれば、平文のデータを復号化しないことを記憶している場合を例示している。

入出力ＩＦ部５ｅは、外部ツール５を操作する作業者からの操作入力を受付けたりデータを表示して通知したりする機能を有する。即ち、作業者は、外部ツール５をコネクタ６に接続し、外部ツール５にて操作入力を行うことで、アクセス対象のＥＣＵの制御プログラムを書換えたり、アクセス対象のＥＣＵからデータを読出したりすることが可能である。尚、外部ツール５は、アクセス対象のＥＣＵの制御プログラムを書換えたり、アクセス対象のＥＣＵからデータを読出したりする専用のノードに限らず、それらの機能を有する携帯電話機や携帯情報端末等であっても良い。

上記した構成において、暗号化及び復号化とは、公開鍵により暗号化して秘密鍵により復号化する公開鍵暗号方式や、共通鍵により暗号化及び復号化する共通鍵暗号方式等の周知の方式である。又、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４は、例えばエンジンの動作を制御するエンジンＥＣＵ、ドアロック機構の動作を制御するドアロックＥＣＵ、ナビゲーションの動作を制御するナビゲーションＥＣＵ、メーター動作を制御するメーターＥＣＵ等の周知のＥＣＵである。即ち、第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４は、例えばエンジンＥＣＵであれば、上記した機能ブロックの他にエンジンの動作を制御する機能ブロック（図示せず）を有する。尚、ＥＣＵの個数は３個以上であっても良いし、１個のみであっても良い。

又、暗号テーブル及び復号テーブルは例えば以下を目安にして設定される。例えばバスを伝送するデータが法規メッセージ（要求に対して応答することが必須であるメッセージ）と非法規メッセージ（要求に対して応答することが必須でないメッセージ）とに区分される場合であれば、法規メッセージを送受信するノードが接続されているバスに対しては暗号化や復号化しないことが設定され、一方、非法規メッセージを送受信するノードが接続されているバスに対しては暗号化や復号化することが設定される。

次に、上記した構成の作用について、図２乃至図５を参照して説明する。ここでは、
（１）外部ツール５と第１のＥＣＵ３とがデータ通信を行う場合
（２）外部ツール５と第２のＥＣＵ４とがデータ通信を行う場合
（３）第１のＥＣＵ３と第２のＥＣＵ４とがデータ通信を行う場合
について順次説明する。

（１）外部ツール５と第１のＥＣＵ３とがデータ通信を行う場合
この場合、外部ツール５、第１のＥＣＵ３、車両用データ通信装置２は、図２に示す処理を行う。車両用データ通信装置２において、制御部２ａは、外部ツール５がコネクタ６に接続されたことで、外部ツール５から第１のＥＣＵ３を受信側とする平文のデータが外部ツール側バス通信部２ｃに受信されたと判定すると、暗号テーブル２ｅを参照し、その受信された平文のデータを暗号化する必要があるか否かを判定する（ステップＢ１）。制御部２ａは、平文のデータを暗号化する必要があると判定すると（ステップＢ１：ＹＥＳ）、平文のデータを暗号化部２ｄにより暗号化し（ステップＢ２）、その暗号化した暗文のデータをＥＣＵ側バス通信部２ｂから第１のＥＣＵ３に送信させる。一方、制御部２ａは、平文のデータを暗号化する必要がないと判定すると（ステップＢ１：ＮＯ）、平文のデータを暗号化部２ｄにより暗号化することなくそのままＥＣＵ側バス通信部２ｂから第１のＥＣＵ３に送信させる。本実施形態ではデータの送信側のバスＡとデータの受信側のバスＢとの組み合わせに対して「暗」を記憶しているので、制御部２ａは、外部ツール５から受信された平文のデータを暗号化し、その暗号化した暗文のデータを第１のＥＣＵ３に送信させる。

第１のＥＣＵ３において、制御部３ａは、車両用データ通信装置２から自身を受信側とするデータがバス通信部３ｂに受信されたと判定すると、復号テーブル３ｄを参照し、その受信されたデータを復号化する必要があるか否かを判定する（ステップＣ１）。制御部３ａは、データを復号化する必要がある、即ち、受信されたデータが暗文のデータであると判定すると（ステップＣ１：ＹＥＳ）、暗文のデータを復号化部３ｃにより復号化し（ステップＣ２）、その復号化した平文のデータに基づいてデータ処理を行う（ステップＣ３）。一方、制御部３ａは、データを復号化する必要がない、即ち、受信されたデータが平文のデータであると判定すると（ステップＣ１：ＮＯ）、平文のデータを復号化部３ｃにより復号化することなくそのままの平文のデータに基づいてデータ処理を行う（ステップＣ３）。本実施形態ではデータの送信側のバスＡに対して「復」を記憶しているので、制御部３ａは、車両用データ通信装置２から受信された暗文のデータを復号化し、その復号化した平文のデータに基づいてデータ処理を行う。次いで、制御部３ａは、平文のデータをバス通信部３ｂから車両用データ通信装置２に送信させる。

車両用データ通信装置２において、制御部２ａは、第１のＥＣＵ３から外部ツール５を受信側とする平文のデータがＥＣＵ側バス通信部２ｂに受信されたと判定すると、暗号テーブル２ｅを参照し、その受信された平文のデータを暗号化する必要があるか否かを判定する（ステップＢ３）。制御部２ａは、平文のデータを暗号化する必要があると判定すると（ステップＢ３：ＹＥＳ）、平文のデータを暗号化部２ｄにより暗号化し（ステップＢ２）、その暗号化した暗文のデータを外部ツール側バス通信部２ｃから外部ツール５に送信させる。一方、制御部２ａは、平文のデータを暗号化する必要がないと判定すると（ステップＢ１：ＮＯ）、平文のデータを暗号化部２ｄにより暗号化することなくそのまま外部ツール側バス通信部２ｃから外部ツール５に送信させる。本実施形態ではデータの送信側のバスＢとデータの受信側のバスＡとの組み合わせに対して「暗」を記憶しているので、制御部２ａは、第１のＥＣＵ３から受信された平文のデータを暗号化し、その暗号化した暗文のデータを外部ツール５に送信させる。

外部ツール５において、制御部５ａは、車両用データ通信装置２から自身を受信側とするデータがバス通信部５ｂに受信されたと判定すると、復号テーブル５ｄを参照し、その受信されたデータを復号化する必要があるか否かを判定する（ステップＡ１）。制御部５ａは、データを復号化する必要がある、即ち、受信されたデータが暗文のデータであると判定すると（ステップＡ１：ＹＥＳ）、暗文のデータを復号化部５ｃにより復号化し（ステップＡ２）、その復号化した平文のデータに基づいてデータ処理を行う（ステップＡ３）。一方、制御部５ａは、データを復号化する必要がない、即ち、受信されたデータが平文のデータであると判定すると（ステップＡ１：ＮＯ）、平文のデータを復号化部５ｃにより復号化することなくそのままのデータに基づいてデータ処理を行う（ステップＡ３）。本実施形態ではデータの送信側のバスＢに対して「復」を記憶しているので、制御部５ａは、車両用データ通信装置２から受信された暗文のデータを復号化し、その復号化した平文のデータに基づいてデータ処理を行う。

このように車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＡ」とデータの受信側である「バスＢ」との組み合わせとして「暗」を記憶しているので、外部ツール５から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化して暗文のデータを第１のＥＣＵ３に送信させる。又、車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＢ」とデータの受信側である「バスＡ」との組み合わせとして「暗」を記憶しているので、第１のＥＣＵ３から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化して暗文のデータを外部ツール５に送信させる。

（２）外部ツール５と第２のＥＣＵ４とがデータ通信を行う場合
この場合は、図３に示すように、車両用データ通信装置２がステップＢ１１及びＢ１２を行い、第２のＥＣＵ４がステップＤ１１乃至Ｄ１３に示す処理を行い、車両用データ通信装置２がステップＢ１３及びＢ１４を行い、外部ツール５がステップＡ１１乃至Ａ１３に示す処理を行う。本実施形態では、車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＡ」とデータの受信側である「バスＣ」との組み合わせとして「平」を記憶しているので、外部ツール５から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化することなくそのまま第２のＥＣＵ４に送信させる。又、車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＣ」とデータの受信側である「バスＡ」との組み合わせとして「平」を記憶しているので、第２のＥＣＵ４から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化することなくそのまま外部ツール５に送信させる。

（３）第１のＥＣＵ３と第２のＥＣＵ４とがデータ通信を行う場合
この場合は、図４に示すように、車両用データ通信装置２がステップＢ２１及びＢ２２を行い、第２のＥＣＵ４がステップＤ２１乃至Ｄ２３に示す処理を行い、車両用データ通信装置２がステップＢ２３及びＢ２４を行い、第１のＥＣＵ４がステップＣ２１乃至Ｃ２３に示す処理を行う。本実施形態では、車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＢ」とデータの受信側である「バスＣ」との組み合わせとして「暗」を記憶しているので、第１のＥＣＵ３から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化して暗文のデータを第２のＥＣＵ４に送信させる。又、車両用データ通信装置２は、データの送信側である「バスＣ」とデータの受信側である「バスＢ」との組み合わせとして「平」を記憶しているので、第２のＥＣＵ４から平文のデータが受信されると、その受信された平文のデータを暗号化することなくそのまま第１のＥＣＵ３に送信させる。

以上に説明したように第１の実施形態によれば、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４の間でデータを中継する車両用データ通信装置２は、データを暗号化するか否かの暗号化情報である暗号テーブルをデータの送信側のノードを接続するバスとデータの受信側のノードを接続するバスとの組み合わせの単位で一元的に管理するようにした。又、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４は、データを復号化するか否かの復号化情報である復号テーブルをデータの送信側のノードを接続するバスの単位で一元的に管理するようにした。

これにより、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４においては、データを暗号化して送信する必要がなくそのまま（暗号化することなく）送信すれば良く、又、車両用データ通信装置２から自身に受信されたデータのみに対して復号テーブルを記憶すれば良いので、暗号化や復号化が要因となって構成が複雑化したり処理負荷が増大したりすることがなく、負担を抑制することができる。即ち、その有限である処理能力（メモリ容量等）を本来の機能に活用することができ、本来の機能を発揮し得ない状況を回避することができる。特に本実施形態のようにノードがＥＣＵである構成では、暗号化や復号化が要因となって本来の機能を発揮し得ない（処理が遅延する等の）状況が発生してしまうと、例えば走行中の車両制御に何らかの悪影響を与えてしまう事態が想定されるが、そのような状況を未然に回避することができ、極めて有用である。又、車両用データ通信装置２がデータを暗号化することで、データ通信のセキュリティ性を高めることができる。即ち、不正な外部ツール５がバスに接続された場合であっても、外部ツール５から送信されるデータが暗号化に対応しないことで、第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４の制御プログラムが不正に書換えられたり、第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４から不正にデータが読出されたりすることを未然に回避することができる。

更に、暗号化を必要とするデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成や、暗号化を必要としないデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成では、暗号テーブルや復号テーブルを複数のノードの個々を対象として設定する必要がなく、暗号テーブルや復号テーブルをバスを対象として設定することで、暗号テーブルや復号テーブルを設定する作業を簡素化することができる。

尚、以上は、第１のＥＣＵ３がバスＢを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合を説明したが、第１のＥＣＵ３を含む複数のＥＣＵがバスＢを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合も同様である。即ち、図５に示すように、車両用データ通信システム１１において、第１のＥＣＵ３と第３のＥＣＵ７とがバスＢを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合であれば、第３のＥＣＵ７は、第１のＥＣＵ３に記憶されている復号テーブルと同じ復号テーブルを記憶することで、第１のＥＣＵ３と同じ処理を行う。尚、第１のＥＣＵ３と第３のＥＣＵ７とがデータ通信を行う場合には、車両用データ通信装置２がデータを中継することがないので、車両用データ通信装置２に記憶されている暗号テーブルが用いられることはない。第２のＥＣＵ４と第４のＥＣＵ８とがバスＣを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合も同様である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一の部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第２の実施形態は、データを中継する車両用データ通信装置２において、暗号テーブルをデータの送信側のノードとデータの受信側のノードとの組み合わせの単位で一元的に管理し、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４において、復号テーブルをデータの送信側のノードの単位で一元的に管理する。この場合は、例えば法規メッセージを送受信するノードに対しては暗号化や復号化しないことが設定され、一方、非法規メッセージを送受信するノードに対しては暗号化や復号化することが設定される。

車両用データ通信システム２１において、車両用データ通信装置２は、バスＢを介して第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４に接続されている。車両用データ通信装置２は、データの送信側のノードとデータの受信側のノードとの組み合わせを単位とする暗号化情報を暗号テーブル２ｅとして記憶する。図６では、例えばデータの送信側のノードが外部ツール５であり且つデータの受信側のノードが第１のＥＣＵ３であれば、平文のデータを暗号化することを記憶しており、データの送信側のノードが外部ツール５であり且つデータの受信側のノードが第２のＥＣＵ４であれば、平文のデータを暗号化しないことを記憶している場合を例示している。

第１のＥＣＵ３は、データの送信側のノードを単位とする復号化情報を復号テーブル３ｄとして記憶する。図６では、例えばデータの送信側のノードが外部ツール５であれば、暗文のデータを復号化することを記憶している場合を例示している。第２のＥＣＵ４は、同様に、データの送信側のノードを単位とする復号化情報を復号テーブル４ｄとして記憶する。図６では、例えばデータの送信側のノードが外部ツール５であれば、平文のデータを復号化しないことを記憶している場合を例示している。外部ツール５は、同様に、データの送信側のノードを単位とする復号化情報を復号テーブル５ｄとして記憶する。図６では、例えばデータの送信側のノードが第１のＥＣＵ３であれば、暗文のデータを復号化し、データの送信側のノードが第２のＥＣＵ４であれば、平文のデータを復号化しないことを記憶している場合を例示している。

以上に説明したように第２の実施形態によれば、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４の間でデータを中継する車両用データ通信装置２は、データを暗号化するか否かの暗号化情報である暗号テーブルをデータの送信側のノードとデータの受信側のノードとの組み合わせの単位で一元的に管理するようにした。又、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４は、データを復号化するか否かの復号化情報である復号テーブルをデータの送信側のノードの単位で一元的に管理するようにした。

これにより、上記した第１の実施形態と同様に、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４においては、データを暗号化して送信する必要がなくそのまま送信すれば良く、又、車両用データ通信装置２から自身に受信されたデータのみに対して復号テーブルを記憶すれば良いので、暗号化や復号化が要因となって構成が複雑化したり処理負荷が増大したりすることがなく、負担を抑制することができる。又、車両用データ通信装置２がデータを暗号化することで、データ通信のセキュリティ性を高めることができる。

更に、暗号化を必要とするデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成や、暗号化を必要としないデータを送信する複数のノードが同一のバスに接続されている構成であっても、暗号テーブルや復号テーブルを複数のノードの個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。又、ノードを追加したり削除したりする場合に柔軟に対応することができる。

尚、以上は、第１のＥＣＵ３と第２のＥＣＵ４とがバスＢを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合を説明したが、第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４を含む複数のＥＣＵがバスＢを含む複数のバスを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合も同様である。即ち、図７に示すように、車両用データ通信システム３１において、第１のＥＣＵ３と第２のＥＣＵ４とがバスＢを介して車両用データ通信装置２に接続されていることに加え、第３のＥＣＵ７と第４のＥＣＵ７とがバスＣを介して車両用データ通信装置２に接続されている場合であれば、車両用データ通信装置２は、データの送信側のノード及び受信側のノードとして第３のＥＣＵ７や第４のＥＣＵ４を含む暗号テーブルを記憶し、第１のＥＣＵ３や第２のＥＣＵ４や外部ツール５は、第３のＥＣＵ７や第４のＥＣＵ４を含む復号テーブルを記憶する。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。第３の実施形態は、データを中継する車両用データ通信装置２において、暗号テーブルをデータが格納されるデータフレームの種別を示す識別情報（ＣＡＮ＿ＩＤ）の単位で一元的に管理し、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４において、復号テーブルをデータが格納されるデータフレームの種別を示す識別情報（ＣＡＮ＿ＩＤ）の単位で一元的に管理する。この場合は、例えば法規メッセージを含むデータフレームのＣＡＮ＿ＩＤに対しては暗号化や復号化しないことが設定され、一方、非法規メッセージを含むデータフレームのＣＡＮ＿ＩＤに対しては暗号化や復号化することが設定される。ＣＡＮ＿ＩＤは、データ内容等を識別する情報を示し、図９に示すように、標準フォーマットであれば１１ビット長で構成される。

車両用データ通信システム４１において、車両用データ通信装置２は、データフレームの種別を示すＣＡＮ＿ＩＤを単位とする暗号化情報を暗号テーブル２ｅとして記憶する。図８では、例えばＣＡＮ＿ＩＤが「７００」のデータフレームであれば、そのデータフレームのデータ領域に格納されている平文のデータを暗号化することを記憶しており、ＣＡＮ＿ＩＤが「７０１」のデータフレームであれば、そのデータフレームのデータ領域に格納されている平文のデータを暗号化しないことを記憶している場合を例示している。

第１のＥＣＵ３は、データフレームの種別を示すＣＡＮ＿ＩＤを単位とする復号化情報を復号テーブル３ｄとして記憶する。図８では、例えばＣＡＮ＿ＩＤが「７００」のデータフレームであれば、そのデータフレームのデータ領域に格納されている暗文のデータを復号化し、ＣＡＮ＿ＩＤが「７０１」のデータフレームであれば、そのデータフレームのデータ領域に格納されている平文のデータを復号化しないことを記憶している場合を例示している。同様に、第２のＥＣＵ４も、データフレームの種別を示すＣＡＮ＿ＩＤを単位とする復号化情報を復号テーブル４ｄとして記憶し、外部ツール５も、データフレームの種別を示すＣＡＮ＿ＩＤを単位とする復号化情報を復号テーブル５ｄとして記憶する。

以上に説明したように第３の実施形態によれば、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４の間でデータを中継する車両用データ通信装置２は、データを暗号化するか否かの暗号化情報である暗号テーブルをＣＡＮ＿ＩＤの単位で一元的に管理するようにした。又、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４は、データを復号化するか否かの復号化情報である復号テーブルをＣＡＮ＿ＩＤの単位で一元的に管理するようにした。

これにより、上記した第１の実施形態と同様に、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４においては、データを暗号化して送信する必要がなくそのまま送信すれば良く、又、車両用データ通信装置２から自身に受信されたデータのみに対して復号テーブルを記憶すれば良いので、暗号化や復号化が要因となって構成が複雑化したり処理負荷が増大したりすることがなく、負担を抑制することができる。又、車両用データ通信装置２がデータを暗号化することで、データ通信のセキュリティ性を高めることができる。

更に、同一のノードが暗号化を必要とするデータが格納されるデータフレームと暗号化を必要とするデータが格納されるデータフレームとを混在して送信する構成であっても、暗号テーブルや復号テーブルを複数のデータフレームの個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図１０を参照して説明する。第４の実施形態は、データを中継する車両用データ通信装置２において、暗号テーブルをデータが格納されるデータフレームにおけるデータの格納領域（データフィールド）の単位で一元的に管理し、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４において、復号テーブルをデータが格納されるデータフレームにおけるデータの格納領域の単位で一元的に管理する。この場合は、例えば法規メッセージを含むデータの格納領域に対しては暗号化や復号化しないことが設定され、一方、非法規メッセージを含むデータの格納領域に対しては暗号化や復号化することが設定される。

車両用データ通信システム５１において、車両用データ通信装置２は、データフレームにおけるデータの格納領域を単位とする暗号化情報を暗号テーブル２ｅとして記憶する。図１０では、例えばＣＡＮ＿ＩＤが「８００」のデータフレームにおけるデータフィールドの「０〜４ｂｙｔｅ」に格納されている平文のデータを暗号化することを記憶しており、「５〜８ｂｙｔｅ」に格納されている平文のデータを暗号化しないことを記憶している場合を例示している。

第１のＥＣＵ３は、データフレームにおけるデータの格納領域を単位とする復号化情報を復号テーブル３ｄとして記憶する。図１０では、例えばＣＡＮ＿ＩＤが「８００」のデータフレームにおけるデータフィールドの「０〜４ｂｙｔｅ」に格納されている暗文のデータを復号化することを記憶しており、「５〜８ｂｙｔｅ」に格納されている平文のデータを復号化しないことを記憶している場合を例示している。同様に、第２のＥＣＵ４も、データフレームにおけるデータの格納領域を単位とする復号化情報を復号テーブル４ｄとして記憶し、外部ツール５も、データフレームにおけるデータの格納領域を単位とする復号化情報を復号テーブル５ｄとして記憶する。

以上に説明したように第４の実施形態によれば、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４の間でデータを中継する車両用データ通信装置２は、データを暗号化するか否かの暗号化情報である暗号テーブルをデータの格納領域であるデータフィールドの単位で一元的に管理するようにした。又、データの受信側である外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４は、データを復号化するか否かの復号化情報である復号テーブルをデータの格納領域であるデータフィールドの単位で一元的に管理するようにした。

これにより、上記した第１の実施形態と同様に、外部ツール５、第１のＥＣＵ３及び第２のＥＣＵ４においては、データを暗号化して送信する必要がなくそのまま送信すれば良く、又、車両用データ通信装置２から自身に受信されたデータのみに対して復号テーブルを記憶すれば良いので、暗号化や復号化が要因となって構成が複雑化したり処理負荷が増大したりすることがなく、負担を抑制することができる。又、車両用データ通信装置２がデータを暗号化することで、データ通信のセキュリティ性を高めることができる。

更に、ノードが暗号化を必要とするデータと暗号化を必要としないデータとを混在して同一のデータフレームを送信する構成であっても、暗号テーブルや復号テーブルを複数のデータの格納領域の個々を対象として設定することで、暗号化を必要とするデータのみを適切に暗号化することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
第１乃至第４の実施形態のうち２つ以上が組み合わされても良い。即ち、暗号化情報や復号化情報を、バスの単位で管理する構成、ノードの単位で管理する構成、ＣＡＮ＿ＩＤの単位で管理する構成、データフィールドの単位で管理する構成のうち２つ以上が同一のシステムで混在する構成であっても良い。
車両用データ通信装置２が有する機能を複数のＥＣＵのうち何れかが有する構成であっても良い。即ち、データを暗号化するか否かを判定して暗号化する専用の装置に限らず、処理能力が極めて高いＥＣＵを設けることで、ＥＣＵとしての本来の機能を発揮しつつ、データを暗号化するか否かを判定して暗号化する処理を行うようにしても良い。

図面中、１は車両用データ通信システム、２は車両用データ通信装置、２ａは制御部（暗号化制御手段）、２ｅは暗号テーブル（暗号化情報記憶手段）、３、４はＥＣＵ（ノード、５は外部ツール（ノード）、３ａ、４ａ、５ａは制御部（復号化制御手段）、３ｄ、４ｄ、５ｄは復号テーブル（復号化情報記憶手段）である。

Claims (8)

1. 複数のノード（３〜５）にバスを介して接続される車両用データ通信装置（２）を備えた車両用データ通信システムにおいて、
   前記車両用データ通信装置は、データを暗号化するか否かを示す暗号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスとデータの受信側のノードを接続するバスとの組み合わせの単位で記憶する暗号化情報記憶手段（２ｅ）と、一のノードから一のバスを介して受信したデータを他のバスを介して他のノードに送信する場合に、前記一のノードから前記一のバスを介して受信したデータを前記暗号化情報記憶手段に記憶されている暗号化情報に基づいて暗号化して前記他のバスを介して前記他のノードに送信するか、又はそのまま前記他のバスを介して前記他のノードに送信する暗号化制御手段（２ａ）と、を有し、
   前記ノードは、データを復号化するか否かを示す復号化情報をデータの送信側のノードを接続するバスの単位で記憶する復号化情報記憶手段（３ｄ、４ｄ、５ｄ）と、前記車両用データ通信装置からバスを介して受信したデータを前記復号化情報記憶手段に記憶されている復号化情報に基づいて復号化して処理するか、又はそのまま処理する復号化制御手段（３ａ、４ａ、５ａ）と、を有することを特徴とする車両用データ通信システム。
2. 複数のノード（３〜５）にバスを介して接続される車両用データ通信装置（２）を備えた車両用データ通信システムにおいて、
   前記車両用データ通信装置は、データを暗号化するか否かを示す暗号化情報をデータの送信側のノードとデータの受信側のノードとの組み合わせの単位で記憶する暗号化情報記憶手段（２ｅ）と、一のノードから一のバスを介して受信したデータを他のバスを介して他のノードに送信する場合に、前記一のノードから前記一のバスを介して受信したデータを前記暗号化情報記憶手段に記憶されている暗号化情報に基づいて暗号化して前記他のバスを介して前記他のノードに送信するか、又はそのまま前記他のバスを介して前記他のノードに送信する暗号化制御手段（２ａ）と、を有し、
   前記ノードは、データを復号化するか否かを示す復号化情報をデータの送信側のノードの単位で記憶する復号化情報記憶手段（３ｄ、４ｄ、５ｄ）と、前記車両用データ通信装置からバスを介して受信したデータを、前記復号化情報記憶手段に記憶されている復号化情報に基づいて復号化して処理するか、又はそのまま処理する復号化制御手段（３ａ、４ａ、５ａ）と、を有することを特徴とする車両用データ通信システム。
3. 複数のノード（３〜５）にバスを介して接続される車両用データ通信装置（２）を備えた車両用データ通信システムにおいて、
   前記車両用データ通信装置は、データを暗号化するか否かを示す暗号化情報をデータが格納されるデータフレームの種別を示す識別情報の単位で記憶する暗号化情報記憶手段（２ｅ）と、
   一のノードから一のバスを介して受信したデータを他のバスを介して他のノードに送信する場合に、前記一のノードから前記一のバスを介して受信したデータを前記暗号化情報記憶手段に記憶されている暗号化情報に基づいて暗号化して前記他のバスを介して前記他のノードに送信するか、又はそのまま前記他のバスを介して前記他のノードに送信する暗号化制御手段（２ａ）と、を有し、
   前記ノードは、データを復号化するか否かを示す復号化情報をデータが格納されるデータフレームの種別を示す識別情報の単位で記憶する復号化情報記憶手段（３ｄ、４ｄ、５ｄ）と、前記車両用データ通信装置からバスを介して受信したデータを前記復号化情報記憶手段に記憶されている復号化情報に基づいて復号化して処理するか、又はそのまま処理する復号化制御手段（３ａ、４ａ、５ａ）と、を有することを特徴とする車両用データ通信システム。
4. 複数のノード（３〜５）にバスを介して接続される車両用データ通信装置（２）を備えた車両用データ通信システムにおいて、
   前記車両用データ通信装置は、データを暗号化するか否かを示す暗号化情報をデータが格納されるデータフレームにおけるデータの格納領域の単位で記憶する暗号化情報記憶手段（２ｅ）と、一のノードから一のバスを介して受信したデータを他のバスを介して他のノードに送信する場合に、前記一のノードから前記一のバスを介して受信したデータを前記暗号化情報記憶手段に記憶されている暗号化情報に基づいて暗号化して前記他のバスを介して前記他のノードに送信するか、又はそのまま前記他のバスを介して前記他のノードに送信する暗号化制御手段（２ａ）と、を有し、
   前記ノードは、データを復号化するか否かを示す復号化情報をデータが格納されるデータフレームにおけるデータの格納領域の単位で記憶する復号化情報記憶手段（３ｄ、４ｄ、５ｄ）と、前記車両用データ通信装置からバスを介して受信したデータを前記復号化情報記憶手段に記憶されている復号化情報に基づいて復号化して処理するか、又はそのまま処理する復号化制御手段（３ａ、４ａ、５ａ）と、を有することを特徴とする車両用データ通信システム。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載した車両用データ通信システムにおいて、
   前記暗号化制御手段は、一のノードから一のバスを介して受信したデータを一のバスを介して他のノードに送信する場合に、前記一のノードから前記一のバスを介して受信したデータをそのまま前記一のバスを介して前記他のノードに送信することを特徴とする車両用データ通信システム。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載した車両用データ通信システムにおいて、
   前記複数のノードは、外部ツールと、車両に搭載されている少なくとも１つのＥＣＵとを含むことを特徴とする車両用データ通信システム。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載した車両用データ通信システムにおいて、
   前記複数のノードは、車両に搭載されている複数のＥＣＵを含むことを特徴とする車両用データ通信システム。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載した車両用データ通信システムに含まれる車両用データ通信装置。

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