JP6212437B2 - 電子キーシステム - Google Patents

Description

本発明は、電子キーと通信対象との間で無線によるＩＤ照合を行う電子キーシステムに関する。

従来、電子キーを無線によりＩＤ照合して車両を作動させる電子キーシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の電子キーシステムでは、車両に搭載された送信アンテナから例えばＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波でリクエスト信号を送信する。電子キーは、このリクエスト信号を受信すると、自身に書き込まれているキーＩＤ信号を例えばＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波で車両に送信する。車両の照合ＥＣＵは、電子キーから送信されたキーＩＤ信号を車両の受信アンテナで受信すると、このキーＩＤ信号を基にＩＤ照合を行い、ＩＤ照合の成立が確認することができれば、例えば車両ドアの施解錠やエンジンの始動等を許可又は実行する。また、このＩＤ照合時には、チャレンジレスポンス認証を行い、セキュリティ性を高めている。

特開２００５−２６２９１５号公報

ところで、上記のような電子キーシステムでは、車両自体に侵入して、装置内部の動作状況を解析してチャレンジレスポンス認証に必要な情報を取得するサイドチャネル攻撃がある。例えば、チャレンジレスポンス認証のレスポンスの生成方法を取得されるおそれがある。そして、サイドチャネル攻撃を受けた場合には、電子キーを携帯しない第三者によって取得された情報が通信されてチャレンジレスポンス認証が成立することで、第三者によって勝手に車両ドアの解錠やエンジンの始動が許可又は実行されるおそれがある。そこで、サイドチャネル攻撃を受けたとしても、不正なチャレンジレスポンス認証を防ぐことができる電子キーシステムが求められている。

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、サイドチャネル攻撃による不正なチャレンジレスポンス認証を防ぐことができる電子キーシステムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する電子キーシステムは、電子キーと通信対象とのチャレンジレスポンス認証が成立したことに基づいて当該通信対象の制御が可能となる電子キーシステムにおいて、前記通信対象がチャレンジを送信するとともに、当該チャレンジを暗号鍵によって暗号化したレスポンスを生成し、前記通信対象から送信された前記チャレンジを受信した前記電子キーが暗号鍵によって暗号化したレスポンスを送信し、前記通信対象が生成した前記レスポンスと前記電子キーから送信された前記レスポンスとが一致したときにチャレンジレスポンス認証が成立したと判断し、チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、次回のチャレンジレスポンス認証時に同じチャレンジを再度使用してチャレンジレスポンス認証を行い、今回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したときには、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行い、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したことを条件に前記通信対象の制御が可能となることをその要旨としている。

チャレンジレスポンス認証が不成立のときには、不正行為者によってチャレンジに対して適当なレスポンスが返信されている可能性がある。そこで、上記構成によれば、次回の認証時に再度同じチャレンジを使用して認証が行われることで、異なるチャレンジに対するレスポンスの生成を解析することでレスポンスの生成方法を不正行為者が取得することを避けることができる。そして、今回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したことを条件に通信対象の制御が可能となる。すなわち、異なるチャレンジに対して正しいレスポンスが少なくとも２度連続して返信されることを条件に通信対象の制御が可能となる。このため、異なるチャレンジに対して正規のレスポンスがそれぞれ送信されなければ通信対象の制御が可能とならないので、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証が行えず、サイドチャネル攻撃による不正なチャレンジレスポンス認証を防ぐことができる。

上記電子キーシステムについて、チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持し、次回のチャレンジレスポンス認証時に読み出してチャレンジレスポンス認証を行うことが好ましい。

上記構成によれば、チャレンジレスポンス認証が不成立のときには、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持して次回のチャレンジレスポンス認証時に演算せずに読み出してチャレンジレスポンス認証が行われる。このため、レスポンスを生成するための演算方法を取得されることを回避することができる。

上記電子キーシステムについて、前回のチャレンジレスポンス認証が不成立のときは、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が規定回数成立したことを条件に前記通信対象の制御が可能となることが好ましい。

上記構成によれば、前回のチャレンジレスポンス認証が不成立のときには、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が規定回数成立しなければ通信対象の制御を行わない。このため、異なる新たなチャレンジを使用して複数回確認することでセキュリティ性を高めることができる。

上記電子キーシステムについて、前回の認証時と同じチャレンジを使用して認証を行い、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立しないときには、認証処理を終了することが好ましい。

上記構成によれば、前回の認証時と同じチャレンジを使用して認証を行い、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立しないときには認証処理が終了される。このため、不正行為者によるアプローチを継続して行わず、終了させることができる。

上記電子キーシステムについて、チャレンジレスポンス認証が不成立となったときに、攻撃フラグを立て、前記攻撃フラグが立っているときには、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行うことが好ましい。

上記構成によれば、チャレンジレスポンス認証が不成立になったときに攻撃フラグが立つので、不正行為者によってチャレンジレスポンス認証が試みられていることを容易に把握することができる。

上記電子キーシステムについて、チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを不揮発性メモリに記憶し、次回のチャレンジレスポンス認証時に当該不揮発性メモリから読み出してチャレンジレスポンス認証を行うことが好ましい。

上記構成によれば、意図的に電源が切られたとしても、不揮発性メモリに記憶されたチャレンジ及びレスポンスは消えないので、不正行為者が電源を切ることで、初期化を試みても再度同じチャレンジによるチャレンジレスポンス認証を行わせることができる。

本発明によれば、サイドチャネル攻撃による不正なチャレンジレスポンス認証を防ぐことができる。

電子キーシステムの第１の実施形態の概略構成を示すブロック図。 第１の実施形態の車両の制御装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態の車両の制御装置の動作を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、図１及び図２を参照して、電子キーシステムの第１の実施形態について説明する。

図１に示されるように、通信対象である車両２０は、電子キー１０と無線によりＩＤ照合を行う電子キーシステムが搭載されている。電子キーシステムは、例えば車両２０からの通信を契機に狭域無線によりＩＤ照合を実行するシステムである。なお、以降は、電子キーシステムのＩＤ照合を「スマート照合」と記し、その通信を「スマート通信」と記す。

電子キー１０は、電子キー１０の動作を制御するキー制御部１１と、電子キー１０において電波受信を可能とする受信アンテナ１２と、電子キー１０において電波送信を可能とする送信アンテナ１３とを備えている。キー制御部１１のメモリ１１aには、電子キー１０の固有ＩＤとして電子キーＩＤが書き込み保存されている。受信アンテナ１２は、例えばＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波を受信可能である。送信アンテナ１３は、例えばＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波を送信可能である。

車両２０は、電子キー１０と各種照合を実行する照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２１と、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ２２と、エンジン２４を制御するエンジンＥＣＵ２３とを備えている。これらは、車内の通信線２５を通じて電気接続されている。通信線２５は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。照合ＥＣＵ２１のメモリ２１ａには、車両２０に登録された電子キー１０のＩＤ（電子キーＩＤ）が書き込み保存されている。

車両２０は、ＩＤ照合の通信において車外に電波を送信可能な車外送信機２６と、ＩＤ照合の通信において車内に電波を送信可能な車内送信機２７と、ＩＤ照合の通信において電子キー１０から送信される電波を受信可能な車両受信機２８とを備えている。これらは、照合ＥＣＵ２１に電気接続されている。車外送信機２６及び車内送信機２７は、例えばＬＦ帯の電波を送信可能である。車両受信機２８は、例えばＵＨＦ帯の電波を受信可能である。

車両２０は、車両ドアの施解錠を切り替えるメカ機構としてドアロック機構２９を備えている。ボディＥＣＵ２２は、照合ＥＣＵ２１のＩＤ照合の照合結果に基づき、ドアロック機構２９の施解錠を切り替える。車両２０のドアには、ドアの施解錠のトリガとなるドアボタン４０が備えられている。

車両２０は、車両２０の電源状態を切り替えるときに操作されるエンジンスイッチ３０を備える。エンジンスイッチ３０は、エンジンスイッチ３０への例えばプッシュ操作（オン操作）を検出する操作検出部３１を備えている。操作検出部３１は、スイッチ（例えばマイクロスイッチ）や、センサ（磁気センサや光学センサ）のいずれでもよい。操作検出部３１は、エンジンスイッチ３０が操作されると、その操作信号Ｓｓｗを照合ＥＣＵ２１に出力する。エンジンスイッチ３０の操作時に出力される操作信号Ｓｓｗは、例えばオン信号である。

照合ＥＣＵ２１は、操作検出部３１から入力する操作信号Ｓｓｗを基に、車両２０の電源状態を判定する。照合ＥＣＵ２１は、電源状態の判定結果を基に車両２０の電源状態を切り替える。車両２０の電源状態は、例えばＩＧオフ、ＡＣＣオン、ＩＧオン、エンジンスタートのいずれかの状態に切り替えられる。

車外送信機２６が車外にＬＦ電波の通信エリアを形成するとき、この通信エリアに電子キー１０が進入すると、車外スマート通信が実行される。具体的には、車外送信機２６から送信されたウェイク信号を電子キー１０が受信すると、電子キー１０が起動してアックを返信し、続く通信課程において、車両コード照合、チャレンジレスポンス認証、電子キーＩＤ照合の各種照合を実行する。車両コード照合は、車両２０の固有ＩＤである車両コードを電子キー１０に送信し、電子キー１０に車両コードを確認させる照合である。チャレンジレスポンス認証は、送信の度にコードが毎回変わるチャレンジコード（以下、チャレンジ）を車両２０から電子キー１０に送信し、電子キー１０の暗号鍵によってレスポンスコード（以下、レスポンス）を生成し、このレスポンスを車両２０に返信させる。続いて、チャレンジレスポンス認証は、車両２０において同様に演算したレスポンスと電子キー１０のレスポンスとが一致するか否かを確認する照合である。電子キーＩＤ照合は、電子キー１０の電子キーＩＤを車両２０に送信し、車両２０において電子キーＩＤを確認する照合である。照合ＥＣＵ２１は、これら照合が全て成立することを確認すると、車外スマート照合を成立とし、ボディＥＣＵ２２による車両ドアの施解錠を許可又は実行する。

電子キー１０が車内に進入すると、車外送信機２６に代えて今度は車外送信機２６が車内に通信エリアを形成することにより、車外スマート照合と同様の車内スマート照合が実行される。照合ＥＣＵ２１は、車内に位置する電子キー１０との間で車内スマート照合が成立することを確認すると、エンジンスイッチ３０による車両電源の切り替え（エンジン始動の切り替え）を許可又は実行する。

電子キーシステムは、電子キー１０に電池がなくとも車両２０との無線によるＩＤ照合を可能となるイモビライザーシステムを備えている。イモビライザーシステムの通信は、例えば近距離無線（例えば、通信距離が数〜数十ｃｍのＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ））である。また、以降は、イモビライザーシステムの通信を「イモビライザー通信」と記し、その通信によるＩＤ照合を「イモビライザー照合」と記す。

この場合、車両２０は、車両２０において近距離無線の電波を送受信可能な通信アンテナ３２を備えている。また、電子キー１０は、電子キー１０において近距離無線の電波を送受信可能な通信アンテナ１４を備えている。各メモリ１１ａ，２１ａには、イモビライザーシステムにおいて確認されるトランスポンダＩＤが書き込み保存されている。通信アンテナ３２は、例えばエンジンスイッチ３０の外周に設けられたボビンなどである。

電子キー１０が電池切れになったとき、狭域無線通信は使用することができないので、イモビライザー照合を行う。このとき、電子キー１０を車両２０の通信アンテナ３２にかざすと、例えば負荷変調の通信により、電子キー１０のトランスポンダＩＤが車両２０に送信される。照合ＥＣＵ２１は、電子キー１０のトランスポンダＩＤと自身に登録されたトランスポンダＩＤとを比較し、これらが一致すれば、例えばエンジンスイッチ３０による車両電源の切り替え（エンジン始動の切り替え）を許可する。

ここで、電子キーシステムでは、車両２０自体に侵入されることで、装置内部の動作状況が解析されてチャレンジレスポンス認証に必要な例えばレスポンスの生成方法の情報を取得されるサイドチャネル攻撃を受けるおそれがある。そこで、本実施形態の車両２０はサイドチャネル攻撃を受けている可能性がある際に、同じチャレンジを送信するとともに、異なるチャレンジに対して正しいレスポンスが少なくとも２度連続して返信されることを条件にチャレンジレスポンス認証が成立する。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、チャレンジレスポンス認証が不成立となると、サイドチャネル攻撃を受けている可能性があると判断して、今回のチャレンジ及びレスポンスをメモリ２１ａのうち不揮発性メモリに記憶し、攻撃フラグを立てる。そして、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグが立っている場合には、前回のチャレンジレスポンス認証時のチャレンジを再度使用し、前回のチャレンジに対して正規のレスポンスが返されると、新たなチャレンジを送信する。続いて、照合ＥＣＵ２１が新たなチャレンジに対しても正規のレスポンスが返されると、チャレンジレスポンス認証が成立したとして要求を実行する。照合ＥＣＵ２１は、チャレンジレスポンス認証が成立すると、攻撃フラグを解除する。

次に、図２を参照して、上記のように構成された電子キーシステムの動作について説明する。
図２に示されるように、照合ＥＣＵ２１は、車両２０のドアに設けられたドアボタン４０又はエンジンスイッチ３０に対して操作があったことをトリガとしてＩＤ照合を行う。ここでは、ＩＤ照合として、車両コード照合及び電子キーＩＤ照合の説明を割愛し、チャレンジレスポンス認証のみを説明する。

照合ＥＣＵ２１は、トリガとしてドアボタン４０又はエンジンスイッチ３０に対して操作があると、まず攻撃フラグがあるか否かを判断する（ステップＳ１）。すなわち、前回のチャレンジレスポンス認証が成立した場合にはサイドチャネル攻撃を受けている可能性がないとして攻撃フラグが立っていないので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグなしと判断して（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ２に移行する。例えば、前回のチャレンジレスポンス認証が成立した車両２０であって、車両２０の正規の電子キー１０を所持した使用者が車両２０のドアボタン４０又はエンジンスイッチ３０に対して操作した場合である。

一方、前回のチャレンジレスポンス認証が不成立であった場合にはサイドチャネル攻撃を受けている可能性があるとして攻撃フラグが立っているので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグありと判断して（ステップＳ１：ＹＥＳ）、保持したチャレンジを読み出す（ステップＳ９）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、新たなチャレンジを生成せず、メモリ２１ａに記憶しておいた前回のチャレンジを読み出す。

続いて、照合ＥＣＵ２１は、この前回のチャレンジを含むチャレンジ信号を送信する（ステップＳ１０）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、ドアボタン４０が操作されたのであれば車外送信機２６からチャレンジ信号を送信し、エンジンスイッチ３０が操作されたのであれば車内送信機２７からチャレンジ信号を送信する。

続いて、照合ＥＣＵ２１は、保持したレスポンスを読み出す（ステップＳ１１）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、保持したチャレンジからレスポンスを生成せず、メモリ２１ａに記憶しておいた前回のレスポンスを読み出す。

そして、照合ＥＣＵ２１は、送信したチャレンジ信号に対してレスポンス信号が返信されて、レスポンス信号を受信する（ステップＳ１２）と、レスポンスが一致するか否かを判断する（ステップＳ１３）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、メモリ２１ａから読み出したレスポンスと、受信したレスポンス信号のレスポンスとが一致するか否かを確認する。その結果、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致しないと判断した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理を終了する。

一方、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致すると判断した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、新たなチャレンジを生成して（ステップＳ２）、生成したチャレンジを含むチャレンジ信号を送信する（ステップＳ３）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、前回のチャレンジに対して正規のレスポンスが返信されたので、たまたま一致したのではないことを確認するために、異なる新たなチャレンジに対して正規のレスポンスが返信されるか否かを試みる。続いて、照合ＥＣＵ２１は、生成した新たなチャレンジに対するレスポンスを計算する（ステップＳ４）。

そして、照合ＥＣＵ２１は、送信したチャレンジ信号に対してレスポンス信号が返信されて、レスポンス信号を受信する（ステップＳ５）と、レスポンスが一致するか否かを判断する（ステップＳ６）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、新たなに計算したレスポンスと、受信したレスポンス信号のレスポンスとが一致するか否かを確認する。

その結果、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致しないと判断した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、チャレンジ及びレスポンスを保持する（ステップＳ１４）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、今回のチャレンジ及びレスポンスを次回も使用するためにメモリ２１ａに記憶する。そして、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグをセットして（ステップＳ１５）、処理を終了する。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、チャレンジレスポンス認証が不成立であったので、サイドチャネル攻撃を受けている可能性があるとして攻撃フラグを立てる。

一方、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致すると判断した場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、要求を実行する（ステップＳ７）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、チャレンジレスポンス認証が成立したので、ドアボタン４０が操作されたのであればドアの施解錠を許可又は実行し、エンジンスイッチ３０が操作されたのであれば車両電源の変更を許可又は実行する。そして、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグを解除して（ステップＳ８）、処理を終了する。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、チャレンジレスポンス認証が成立であったので、サイドチャネル攻撃を受けている可能性がないとして攻撃フラグを解除する。

このように、不正行為者がＩＤ照合を試みた際には、チャレンジレスポンス認証が成立しないことで攻撃フラグが立ち（ステップＳ１５）、前回のチャレンジに対して正規のレスポンスを返信することができないので（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理が終了する。このため、不正行為者は前回のレスポンスが読み出されることでレスポンスの演算処理を解析することができず、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証の成立を回避することができる。

また、不正行為者が前回のチャレンジに対してたまたま正規のレスポンスを返信することができたとしても（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、新たなチャレンジに対して正規のレスポンスを返信することができないので（ステップＳ６：ＮＯ）、処理が終了する。このため、万が一チャレンジに対して正規のレスポンスをたまたま返信することができたとしても、２度も正規のレスポンスを返信することはできないので、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証の成立を回避することができる。

さらに、不正行為者がメモリ２１ａに記憶された前回のチャレンジの情報を消去するために、電源を遮断して、初期化を試みたとしても不揮発性メモリに記憶されている。このため、前記のチャレンジによってチャレンジレスポンス認証を再度行わせることができ、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証の成立を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）次回の認証時に再度同じチャレンジを使用して認証が行われることで、異なるチャレンジに対するレスポンスの生成を解析することでレスポンスの生成方法を不正行為者が取得することを避けることができる。そして、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したことを条件に通信対象の制御が可能となる。すなわち、異なるチャレンジに対して正しいレスポンスが少なくとも２度連続して返信されることを条件に通信対象の制御が可能となる。このため、異なるチャレンジに対して正規のレスポンスがそれぞれ送信されなければ通信対象の制御が可能とならないので、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証が行えず、サイドチャネル攻撃による不正なチャレンジレスポンス認証を防ぐことができる。

（２）チャレンジレスポンス認証が不成立のときには、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持して次回のチャレンジレスポンス認証時に演算せずに読み出してチャレンジレスポンス認証が行われる。このため、レスポンスを生成するための演算方法を取得されることを回避することができる。

（３）前回の認証時と同じチャレンジを使用して認証を行い、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立しないときには認証処理が終了される。このため、不正行為者によるアプローチを継続して行わず、終了させることができる。

（４）チャレンジレスポンス認証が不成立になったときに攻撃フラグが立つので、不正行為者によってチャレンジレスポンス認証が試みられていることを容易に把握することができる。

（５）意図的に電源が切られたとしても、不揮発性メモリに記憶されたチャレンジ及びレスポンスは消えないので、不正行為者が電源を切ることで、初期化を試みても再度同じチャレンジによるチャレンジレスポンス認証を行わせることができる。

（第２の実施形態）
以下、図３を参照して、電子キーシステムの第２の実施形態について説明する。この実施形態の電子キーシステムは、攻撃フラグが立っている際に異なる新たなチャレンジを使用するチャレンジレスポンス認証が複数回成立することを条件に車両２０の制御を可能とする点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図３に示されるように、照合ＥＣＵ２１は、攻撃フラグが立っていて、前回のチャレンジに対するレスポンスが一致したと判断した場合には、異なる新たなチャレンジを使用するチャレンジレスポンス認証を複数回（ここでは２回）試みる。このため、攻撃フラグは、ｎが１以上の攻撃値（ｎ≧１）で立っていると判断して処理を進める。

照合ＥＣＵ２１は、トリガとしてドアボタン４０又はエンジンスイッチ３０に対して操作があると、まず攻撃値が「ｎ≧１」であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。すなわち、前回のチャレンジレスポンス認証が成立した場合にはサイドチャネル攻撃を受けている可能性がないとして攻撃値が「ｎ＝０」であるので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃値が「ｎ＜１」であると判断して（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ２に移行する。例えば、前回のチャレンジレスポンス認証が成立した車両２０であって、車両２０の正規の電子キー１０を所持した使用者が車両２０のドアボタン４０又はエンジンスイッチ３０に対して操作した場合である。

一方、前回のチャレンジレスポンス認証が不成立であった場合にはサイドチャネル攻撃を受けている可能性があるとして攻撃値が「ｎ＝１」であるので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃値が「ｎ≧１」であると判断して（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第１の実施形態と同様にステップＳ９〜Ｓ１３の処理を進め、レスポンスが一致しないと判断した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理を終了する。

一方、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致すると判断した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、第１の実施形態と同様にステップＳ２〜Ｓ６の処理を進め、レスポンスが一致しないと判断した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、チャレンジ及びレスポンスを保持する（ステップＳ１４）。そして、照合ＥＣＵ２１は、攻撃値として「ｎ＝１」をセットして（ステップＳ２３）、処理を終了する。

一方、照合ＥＣＵ２１は、レスポンスが一致すると判断した場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、攻撃値が「ｎ≧１」であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、新たなチャレンジによるチャレンジレスポンス認証を２度行い、２度ともレスポンスが一致しているか否かを判断する。

その結果、異なる新たなチャレンジを使用したチャレンジレスポンス認証が２回成立していなければ、攻撃値が「ｎ＝１」であるので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃値が「ｎ≧１」であると判断して（ステップＳ２：ＹＥＳ）、攻撃値を減算「ｎ＝ｎ−１」して（「ｎ＝１−１＝０」）（ステップＳ２４）、ステップＳ２に移行する。

一方、異なる新たなチャレンジを使用したチャレンジレスポンス認証が２回成立していれば、攻撃値が「ｎ＝０」であるので、照合ＥＣＵ２１は、攻撃値が「ｎ＜１」であると判断して（ステップＳ２２：ＮＯ）、要求を実行して（ステップＳ７）、処理を終了する。すなわち、照合ＥＣＵ２１は、異なる新たなチャレンジを使用したチャレンジレスポンス認証が２回成立したので、ドアボタン４０が操作されたのであればドアの施解錠を許可又は実行し、エンジンスイッチ３０が操作されたのであれば車両電源の変更を許可又は実行する。

このように、不正行為者が新たなチャレンジに対してたまたま正規のレスポンスを返信することができたとしても（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、更に新たなチャレンジに対して正規のレスポンスを返信することができないので（ステップＳ６：ＮＯ）、処理が終了する。このため、万が一新たなチャレンジに対して正規のレスポンスをたまたま返信することができたとしても、３度以上も正規のレスポンスを返信することはできないので、不正行為者によるチャレンジレスポンス認証の成立を更に回避することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（５）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（６）前回のチャレンジレスポンス認証が不成立のときには、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が規定回数成立しなければ通信対象の制御を行わない。このため、異なる新たなチャレンジを使用して複数回確認することでセキュリティ性を高めることができる。

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。
・上記第２の実施形態では、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が２回成立したことを条件に車両２０の制御が可能となるようにした。しかしながら、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が３回以上成立したことを条件に車両２０の制御が可能となるようにした。例えば、３回成立させるには、ステップＳ２３の攻撃値を「ｎ＝２」とする。すなわち、ステップＳ２３の攻撃値を「ｎ＝規定回数−１」とすればよい。

・上記実施形態では、チャレンジレスポンス認証が不成立の際にメモリ２１ａの不揮発性メモリに今回のチャレンジを記憶させるようにした。しかしながら、揮発性メモリに今回のチャレンジを記憶させてもよい。

・上記実施形態では、攻撃フラグが立っている（ステップＳ１：ＹＥＳ）若しくは攻撃値が「ｎ≧１」である（ステップＳ２１：ＹＥＳ）ときに前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行った。しかしながら、攻撃フラグや攻撃値に拘わらず、前回のチャレンジを保持することで前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行ってもよい。

・上記実施形態では、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立しないときには認証処理を終了した（ステップＳ１３：ＮＯ）。しかしながら、ステップＳ９に戻って前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を再度試みてもよい。

・上記実施形態では、チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持し、次回のチャレンジレスポンス認証時に読み出してチャレンジレスポンス認証を行うようにした。しかしながら、同じチャレンジに対するレスポンスを生成する演算を見られてもよければ、チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持せず、次回のチャレンジレスポンス認証時に新たなに同じものを生成してもよい。

・上記実施形態では、トリガ検出後にチャレンジの生成とレスポンスの計算とを行ったが、トリガ検出前にチャレンジの生成とレスポンスの計算とを行ってもよい。例えば、今回のチャレンジの生成とレスポンスの計算とが終了後に、次回のチャレンジの生成とレスポンスの計算とを行ってもよい。

・上記実施形態では、スマート通信におけるスマート照合に対して適用したが、イモビライザー通信におけるイモビライザー照合に対して適用してもよい。
・上記実施形態では、車両に備えられる電子キーシステムに適用したが、住宅等の建物に備えられる電子キーシステムに適用してもよい。

１０…電子キー、１１…キー制御部、１１ａ…メモリ、１２…受信アンテナ、１３…送信アンテナ、１４…通信アンテナ、２０…車両、２１…照合ＥＣＵ、２１ａ…メモリ、２２…ボディＥＣＵ２３…エンジンＥＣＵ、２４…エンジン、２５…通信線、２６…車外送信機、２７…車内送信機、２８…車両受信機、２９…ドアロック機構、３０エンジンスイッチ、３１…操作検出部、３２…通信アンテナ、４０…ドアボタン。

Claims (6)

1. 電子キーと通信対象とのチャレンジレスポンス認証が成立したことに基づいて当該通信対象の制御が可能となる電子キーシステムにおいて、
   前記通信対象がチャレンジを送信するとともに、当該チャレンジを暗号鍵によって暗号化したレスポンスを生成し、前記通信対象から送信された前記チャレンジを受信した前記電子キーが暗号鍵によって暗号化したレスポンスを送信し、前記通信対象が生成した前記レスポンスと前記電子キーから送信された前記レスポンスとが一致したときにチャレンジレスポンス認証が成立したと判断し、
   チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、次回のチャレンジレスポンス認証時に同じチャレンジを再度使用してチャレンジレスポンス認証を行い、今回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したときには、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行い、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立したことを条件に前記通信対象の制御が可能となる
   ことを特徴とする電子キーシステム。
2. 請求項１に記載の電子キーシステムにおいて、
   チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを保持し、次回のチャレンジレスポンス認証時に読み出してチャレンジレスポンス認証を行う
   ことを特徴とする電子キーシステム。
3. 請求項１又は２に記載の電子キーシステムにおいて、
   前回のチャレンジレスポンス認証が不成立のときは、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立するとともに、新たなチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が規定回数成立したことを条件に前記通信対象の制御が可能となる
   ことを特徴とする電子キーシステム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   前回の認証時と同じチャレンジを使用して認証を行い、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証が成立しないときには、認証処理を終了する
   ことを特徴とする電子キーシステム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   チャレンジレスポンス認証が不成立となったときに、攻撃フラグを立て、
   前記攻撃フラグが立っているときには、前回と同じチャレンジを使用してチャレンジレスポンス認証を行う
   ことを特徴とする電子キーシステム。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子キーシステムにおいて、
   チャレンジレスポンス認証が不成立のときは、今回のチャレンジ及びレスポンスを不揮発性メモリに記憶し、次回のチャレンジレスポンス認証時に当該不揮発性メモリから読み出してチャレンジレスポンス認証を行う
   ことを特徴とする電子キーシステム。

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