JP6262681B2 - 管理装置、車両、管理方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、管理装置、車両、管理方法、及びコンピュータプログラムに関する。

近年、自動車は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を有し、ＥＣＵによってエンジン制御等の機能を実現する。ＥＣＵは、コンピュータの一種であり、コンピュータプログラムによって所望の機能を実現する。既に使用されている自動車について、ＥＣＵのコンピュータプログラムの更新は、通常、自動車の検査時や定期点検時などに、一般の自動車整備工場で行われる。

従来、ＥＣＵのコンピュータプログラムの更新では、作業者が、自動車のＯＢＤ（On-board Diagnostics）ポートと呼ばれる診断ポートにメンテナンス専用の診断端末を接続し、該診断端末から更新プログラムのインストール及びデータの設定変更などを行う。これに関し例えば非特許文献１、２にはセキュリティについて記載されている。

C. Miller、C. Valasek、"Adventures in Automotive Networks and Control Units"、DEF CON 21、2013年8月 高田広章、松本勉、"車載組込みシステムの情報セキュリティ強化に関する提言"、2013年9月、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.ipa.go.jp/files/000034668.pdf＞ Trusted Computing Group、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.trustedcomputinggroup.org/＞ 竹森敬祐、"Android＋TPMによるセキュアブート"、日経エレクトロニクス、2012年8月6日号． 竹森敬祐、川端秀明、磯原隆将、窪田歩、"Android(ARM)＋TPMによるセキュアブート"、電子情報通信学会、SCIS2013シンポジウム、2013年1月． 竹森敬祐、川端秀明、窪田歩、"ARM＋SIM/UIMによるセキュアブート"、電子情報通信学会、SCIS2014シンポジウム、2014年1月．

上述した非特許文献１、２では、セキュリティの向上を実現する手段については記載されない。このため、自動車等の車両に備わるＥＣＵ等の車載コンピュータに使用されるコンピュータプログラム等のデータの適用についての信頼性を向上させることが望まれる。例えば、ＥＣＵが起動した後に、ＥＣＵが保持する鍵を使用してデータの交換相手を相互認証することによって、車載コンピュータシステムの防御能力を向上させることが考えられる。また、例えば、ＥＣＵが保持する鍵を使用して、ＥＣＵ間で交換するデータの正当性を検証することが考えられる。また、例えば、ＥＣＵに使用されるコンピュータプログラム等のデータに電子署名を付して自動車の管理装置へ配布し、管理装置が保持する鍵を使用して、配布されたデータの電子署名を検証することにより、ＥＣＵに使用されるコンピュータプログラム等のデータを検査することが考えられる。ここで、自動車に保持される鍵の管理や更新をどのようにして実現するのかが、鍵の保安上の課題である。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、自動車等の車両に保持される鍵の管理や更新に寄与できる、管理装置、車両、管理方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

（１）本発明の一態様は、車両に備わる管理装置であり、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を記憶する出荷初期鍵記憶部と、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信部と、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信部により受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証部と、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第２通信部と、を備え、前記出荷初期鍵記憶部は、前記第２通信部により受信された前記新規の出荷初期鍵を記憶する、管理装置であって、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を記憶する最新鍵記憶部と、前記検証部による検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理部と、をさらに備え、前記第１通信部は、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証部による検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信する、管理装置である。
（２）本発明の一態様は、車両に備わる管理装置であり、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵と、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵と、を記憶する出荷初期鍵記憶部と、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信部と、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信部により受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証部と、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を記憶する最新鍵記憶部と、前記検証部による検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理部と、を備え、前記第１通信部は、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証部による検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信する、管理装置である。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は（２）のいずれかの管理装置を備える車両である。

（４）本発明の一態様は、車両に備わる管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信ステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、前記管理装置が、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第２通信ステップと、前記管理装置が、前記第２通信ステップにより受信された前記新規の出荷初期鍵を前記出荷初期鍵記憶部に記憶するステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、前記管理装置が、前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、前記管理装置が、前記第１通信ステップにより、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、を含む管理方法である。
（５）本発明の一態様は、車両に備わる管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵と、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵と、を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信ステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、前記管理装置が、前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、前記管理装置が、前記第１通信ステップにより、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、を含む管理方法である。

（６）本発明の一態様は、車両に備わるコンピュータに、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信ステップと、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第２通信ステップと、前記第２通信ステップにより受信された前記新規の出荷初期鍵を前記出荷初期鍵記憶部に記憶するステップと、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、前記第１通信ステップにより、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。
（７）本発明の一態様は、車両に備わるコンピュータに、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵と、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵と、を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信ステップと、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、前記第１通信ステップにより、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。

本発明によれば、自動車等の車両に保持される鍵の管理や更新に寄与できるという効果が得られる。

第１実施形態に係る管理システムの構成図である。 第１実施形態に係る管理装置１０を示す構成図である。 第１実施形態に係る鍵記憶部２２を示す構成図である。 第１実施形態に係る出荷初期鍵記憶部２５と通信事業者鍵記憶部２６とを示す構成図である。 第１実施形態に係るＥＣＵ５０を示す構成図である。 第１実施形態に係る管理サーバ装置６０を示す構成図である。 第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１を示すシーケンスチャートである。 第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２を示すシーケンスチャートである。 第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２を示すシーケンスチャートである。 第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２を示すシーケンスチャートである。 第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３を示すシーケンスチャートである。 第２実施形態に係る自動車１を示す構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態では、車両として自動車を例に挙げて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る管理システムの構成図である。図１において、管理システムは、管理装置１０と管理サーバ装置６０とを備える。管理装置１０は自動車１に備わる。管理サーバ装置６０は、無線通信ネットワーク２の通信事業者に備わる。

無線通信ネットワーク２を利用するためには、無線通信ネットワーク２の契約者情報が書き込まれたｅＳＩＭ（Embedded Subscriber Identity Module）又はＳＩＭ（Subscriber Identity Module）が必要である。管理装置１０は、ｅＳＩＭ＿２０を備える。ｅＳＩＭ＿２０は、無線通信ネットワーク２の契約者情報が書き込まれたｅＳＩＭである。よって、管理装置１０は、ｅＳＩＭ＿２０を使用することにより無線通信ネットワーク２を利用できる。管理装置１０は、ｅＳＩＭ＿２０を使用して確立される無線通信回線３により無線通信ネットワーク２に接続する。

管理サーバ装置６０は、無線通信ネットワーク２の通信事業者の通信回線４により無線通信ネットワーク２に接続する。管理装置１０と管理サーバ装置６０とは、無線通信ネットワーク２を介して通信する。

なお、管理装置１０と管理サーバ装置６０との間に無線通信ネットワーク２を介した専用線を確立し、管理装置１０と管理サーバ装置６０とが専用線を介してデータを送受するようにしてもよい。

自動車１において、管理装置１０は制御用車載ネットワーク４０に接続される。制御用車載ネットワーク４０として、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）が使用される。本実施形態では、制御用車載ネットワーク４０はＣＡＮである。制御用車載ネットワーク４０には、各種のＥＣＵ５０が接続される。ＥＣＵ５０は、自動車１に備わる車載コンピュータである。ＥＣＵ５０は、例えば、駆動系ＥＣＵ、車体系ＥＣＵ、安全制御系ＥＣＵなどである。管理装置１０は、制御用車載ネットワーク４０を介して、各ＥＣＵ５０との間でデータを交換する。ＥＣＵ５０は、制御用車載ネットワーク４０を介して、他のＥＣＵ５０との間でデータを交換する。

図２は、第１実施形態に係る管理装置１０を示す構成図である。図２において、管理装置１０は、ｅＳＩＭ＿２０と無線通信部１１とＣＡＮインタフェース１２とを備える。これら各部はデータを交換できるように構成される。ｅＳＩＭ＿２０は、鍵生成部２１と鍵記憶部２２と検証部２３と暗号処理部２４と出荷初期鍵記憶部２５と通信事業者鍵記憶部２６とを備える。

ｅＳＩＭ＿２０はセキュアエレメントである。セキュアエレメントは、当該セキュアエレメントの外部からアクセスできないセキュア領域を含む。ｅＳＩＭ＿２０において、鍵記憶部２２と出荷初期鍵記憶部２５と通信事業者鍵記憶部２６とはセキュア領域に在る。なお、セキュアエレメントとして、ｅＳＩＭ＿２０の代わりにＳＩＭを利用してもよい。ｅＳＩＭおよびＳＩＭは、コンピュータの一種であり、コンピュータプログラムによって所望の機能を実現する。

無線通信部１１は無線通信によりデータを送受する。ｅＳＩＭ＿２０は、無線通信ネットワーク２の契約者情報が書き込まれたｅＳＩＭである。よって、無線通信部１１は、ｅＳＩＭ＿２０を使用することにより、無線通信回線３を介して無線通信ネットワーク２に接続する。ＣＡＮインタフェース１２は、ＥＣＵ５０と通信する通信部である。ＣＡＮインタフェース１２は、制御用車載ネットワーク４０と接続し、制御用車載ネットワーク４０を介して各ＥＣＵ５０とデータを交換する。

ｅＳＩＭ＿２０において、鍵生成部２１は鍵を生成する。鍵記憶部２２は鍵を記憶する。検証部２３は、データの交換についての検証を行う。暗号処理部２４は、データの暗号化と暗号化データの復号化とを行う。出荷初期鍵記憶部２５は出荷初期鍵を記憶する。通信事業者鍵記憶部２６は通信事業者鍵を記憶する。

本実施形態では、鍵生成部２１が生成する鍵として、ＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵との２種類がある。ＥＣＵ鍵管理鍵は、例えば、ＥＣＵ鍵等の鍵の更新をＥＣＵ５０に行うときに使用される。ＥＣＵ鍵は、例えば、ＥＣＵ５０の保安のための処理に使用される。ＥＣＵ鍵は、例えば、ＥＣＵ５０間の相互認証やデータの暗号化および復号化など、に使用される。

鍵生成部２１は、所定のタイミングで、ＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵とを生成する。ＥＣＵ鍵管理鍵の生成タイミングとＥＣＵ鍵の生成タイミングとは、同じでもよく、又は、異なってもよい。鍵生成部２１は、ｅＳＩＭ＿２０の外部からの鍵生成要求に応じて、ＥＣＵ鍵管理鍵もしくはＥＣＵ鍵のいずれか、又は、ＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵との両方を生成してもよい。鍵生成部２１は、ＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵との生成を繰り返してもよい。

鍵記憶部２２は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵とを記憶する。図３は、第１実施形態に係る鍵記憶部２２を示す構成図である。図３において、鍵記憶部２２は、ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１とＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）記憶部３２とＥＣＵ鍵ｋｎ記憶部３３とを備える。

ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎを記憶する。ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）記憶部３２は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち、最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎの１つ前のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）を記憶する。ＥＣＵ鍵ｋｎ記憶部３３は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵のうち最新のＥＣＵ鍵ｋｎを記憶する。

図４は、第１実施形態に係る出荷初期鍵記憶部２５と通信事業者鍵記憶部２６とを示す構成図である。

図４（１）において、出荷初期鍵記憶部２５は、「ｘ＋１」個の出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを記憶する。但し、ｘは０以上の整数である。出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、ＥＣＵ５０に保持される出荷初期鍵の候補である。ＥＣＵ５０には、ＥＣＵ５０の製造時や出荷時、自動車１にＥＣＵ５０が実装された後などに、出荷初期鍵が書き込まれる。出荷初期鍵は、通常、複数が生成される。ＥＣＵ５０には、複数の出荷初期鍵の中から選択された出荷初期鍵が書き込まれる。ＥＣＵ５０に書き込まれる出荷初期鍵の候補として、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘがある。

出荷初期鍵の発行形態の例１、２、３を以下に挙げる。

（出荷初期鍵の発行形態の例１）
無線通信ネットワーク２の通信事業者が出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを発行する。出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、ＥＣＵ５０の製造会社や自動車１の製造会社に配布される。無線通信ネットワーク２の通信事業者は、ｅＳＩＭ＿２０に出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを書き込む。ｅＳＩＭ＿２０は、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを出荷初期鍵記憶部２５に記憶する。ＥＣＵ５０の製造会社又は自動車１の製造会社で、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘから選択された出荷初期鍵がＥＣＵ５０に書き込まれる。ＥＣＵ５０は、書き込まれた出荷初期鍵を保持する。

（出荷初期鍵の発行形態の例２）
自動車１の製造会社が出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを発行する。出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、無線通信ネットワーク２の通信事業者に配布される。無線通信ネットワーク２の通信事業者は、ｅＳＩＭ＿２０に出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを書き込む。ｅＳＩＭ＿２０は、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを出荷初期鍵記憶部２５に記憶する。自動車１の製造会社で、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘから選択された出荷初期鍵がＥＣＵ５０に書き込まれる。ＥＣＵ５０は、書き込まれた出荷初期鍵を保持する。又は、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、ＥＣＵ５０の製造会社に配布される。ＥＣＵ５０の製造会社で、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘから選択された出荷初期鍵がＥＣＵ５０に書き込まれる。ＥＣＵ５０は、書き込まれた出荷初期鍵を保持する。

（出荷初期鍵の発行形態の例３）
ＥＣＵ５０の製造会社が出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを発行する。出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、無線通信ネットワーク２の通信事業者に配布される。無線通信ネットワーク２の通信事業者は、ｅＳＩＭ＿２０に出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを書き込む。ｅＳＩＭ＿２０は、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘを出荷初期鍵記憶部２５に記憶する。ＥＣＵ５０の製造会社で、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘから選択された出荷初期鍵がＥＣＵ５０に書き込まれる。ＥＣＵ５０は、書き込まれた出荷初期鍵を保持する。又は、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘは、自動車１の製造会社に配布される。自動車１の製造会社で、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘから選択された出荷初期鍵がＥＣＵ５０に書き込まれる。ＥＣＵ５０は、書き込まれた出荷初期鍵を保持する。

なお、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘが漏洩しないように、無線通信ネットワーク２の通信事業者と、ＥＣＵ５０の製造会社と、自動車１の製造会社との各々において、出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｒｘが慎重に取り扱われることが好ましい。

図４（２）において、通信事業者鍵記憶部２６は、「ｙ＋１」個の通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙを記憶する。但し、ｙは０以上の整数である。通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙは、ｅＳＩＭ＿２０により無線通信ネットワーク２を利用するときに使用される通信事業者鍵の候補である。ｅＳＩＭ＿２０には、ｅＳＩＭ＿２０の製造時や出荷時、管理装置１０にｅＳＩＭ＿２０が実装された後などに、通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙが書き込まれる。ｅＳＩＭ＿２０は、通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙを通信事業者鍵記憶部２６に記憶する。また、ｅＳＩＭ＿２０には、通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙの中から使用する通信事業者鍵が設定される。ｅＳＩＭ＿２０は、設定に従って通信事業者鍵Ｋｃ０、Ｋｃ１、・・・、Ｋｃｙの中から通信事業者鍵を選択し、選択した通信事業者鍵を使用する。無線通信ネットワーク２の通信事業者は、ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵を特定する情報を記録する。

図５は、第１実施形態に係るＥＣＵ５０を示す構成図である。図５において、ＥＣＵ５０は、制御部５１とＣＡＮインタフェース５２と暗号処理部５３と鍵記憶部５４と出荷初期鍵記憶部５５と検証部５７とを備える。これら各部はデータを交換できるように構成される。

制御部５１は、所定の制御機能を備える。ＣＡＮインタフェース５２は、管理装置１０や他のＥＣＵ５０と通信する通信部である。ＣＡＮインタフェース５２は、制御用車載ネットワーク４０と接続し、制御用車載ネットワーク４０を介して管理装置１０や他のＥＣＵ５０とデータを交換する。

暗号処理部５３は、データの暗号化と暗号化データの復号化とを行う。鍵記憶部５４は鍵を記憶する。本実施形態では、鍵記憶部５４が記憶する鍵として、ＥＣＵ鍵管理鍵とＥＣＵ鍵との２種類がある。出荷初期鍵記憶部５５は出荷初期鍵を記憶する。検証部５７は、データの交換についての検証を行う。

図６は、第１実施形態に係る管理サーバ装置６０を示す構成図である。図６において、管理サーバ装置６０は、通信部６１と通信事業者鍵記憶部６２と管理部６３と管理データ記憶部６４とを備える。これら各部はデータを交換できるように構成される。通信部６１は、通信回線４を介してデータを送受する。通信部６１は、通信回線４を介して無線通信ネットワーク２に接続する。通信事業者鍵記憶部６２は通信事業者鍵を記憶する。管理部６３は、自動車１に関する管理を行う。管理データ記憶部６４は、自動車１に関する管理データを記憶する。

次に、第１実施形態に係る管理方法を説明する。なお、以下の説明において、管理サーバ装置６０と自動車１の管理装置１０とは無線通信ネットワーク２を介してデータを送受する。管理装置１０とＥＣＵ５０とは、制御用車載ネットワーク４０を介してデータを送受する。管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０は、ＣＡＮインタフェース１２を介してＥＣＵ５０とデータを送受する。ＥＣＵ５０の各部はＣＡＮインタフェース５２を介して管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０とデータを送受する。

［ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１］
図７は、第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１を示すシーケンスチャートである。ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１は、自動車１に対して新たにＥＣＵ５０が実装される場合のＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法である。自動車１に対して新たに実装されるＥＣＵ５０のことを新ＥＣＵ５０と称する。

ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１が適用される場合として、例えば、ｅＳＩＭ＿２０が自動車１に実装された後に、ｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５で保持されない新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持する新ＥＣＵ５０が自動車１に実装される場合が挙げられる。新ＥＣＵ５０は、自己の出荷初期鍵記憶部５５に出荷初期鍵Ｋｎｅｗを記憶する。

図７には、管理サーバ装置６０と自動車１の管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０との間の手順と、自動車１における管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０とＥＣＵ５０との間の手順とが示される。ｅＳＩＭ＿２０において、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を記憶する。鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）記憶部３２は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３の１つ前のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ２を記憶する。以下、図７を参照して、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１を説明する。

（ステップＳ１）管理サーバ装置６０は、新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗの配信指示を受信する。

（ステップＳ２）管理サーバ装置６０の管理部６３は、ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０で出荷初期鍵Ｋｎｅｗを暗号化した暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）を生成する。ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を特定する情報は、無線通信ネットワーク２の通信事業者によって記録されている。管理部６３は、該記録に基づいて、通信事業者鍵記憶部６２から、ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を取得する。管理サーバ装置６０の通信部６１は、無線通信ネットワーク２を介して、暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）を自動車１の管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０へ送信する。

（ステップＳ３）自動車１の管理装置１０のｅＳＩＭ＿２０において、暗号処理部２４は、管理サーバ装置６０から受信した暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）を、通信事業者鍵Ｋｃ０で復号化する。暗号処理部２４は、ｅＳＩＭ＿２０の設定に従って、通信事業者鍵記憶部２６から、暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）の復号化に使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を取得する。暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）の復号化結果として出荷初期鍵Ｋｎｅｗが得られる。暗号化データＫｃ０（Ｋｎｅｗ）の復号化結果の出荷初期鍵Ｋｎｅｗは、出荷初期鍵記憶部２５に追加して記憶される。

（ステップＳ４）新ＥＣＵ５０の制御部５１は、ｅＳＩＭ＿２０へ、自動車１への新ＥＣＵ５０の実装を通知する実装通知メッセージを送信する。ｅＳＩＭ＿２０は、新ＥＣＵ５０から送信された実装通知メッセージを受信する。

（ステップＳ５）ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。ｅＳＩＭ＿２０は、実装通知メッセージの送信元の新ＥＣＵ５０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ６）新ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、ｅＳＩＭ＿２０から受信したチャレンジ値（乱数）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化した暗号化データＫｎｅｗ（乱数）を生成する。新ＥＣＵ５０は、暗号化データＫｎｅｗ（乱数）をレスポンス値として、ｅＳＩＭ＿２０へ送信する。

ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、新ＥＣＵ５０から受信したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｎｅｗを使用して、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証方法として、以下に示す検証方法の例１、２が挙げられる。

（検証方法の例１）
検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｎｅｗの各々でチャレンジ値（乱数）を暗号化し、各暗号化結果がレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に一致するかを判定する。判定の結果、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に一致する暗号化結果が一つだけある場合には、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である。一方、判定の結果、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に一致する暗号化結果がない場合、及び、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に一致する暗号化結果が複数ある場合には、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である。

（検証方法の例２）
検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ０、Ｋｒ１、・・・、Ｋｎｅｗの各々でレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を復号化し、各復号化結果がチャレンジ値（乱数）に一致するかを判定する。判定の結果、チャレンジ値（乱数）に一致する復号化結果が一つだけある場合には、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である。一方、判定の結果、チャレンジ値（乱数）に一致する復号化結果がない場合、及び、チャレンジ値（乱数）に一致する復号化結果が複数ある場合には、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である。

レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、図７の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ７）新ＥＣＵ５０の検証部５７は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。新ＥＣＵ５０は、ｅＳＩＭ＿２０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ８）ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、新ＥＣＵ５０から受信したチャレンジ値（乱数）を、上記ステップＳ６のレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化した暗号化データＫｎｅｗ（乱数）を生成する。ｅＳＩＭ＿２０は、暗号化データＫｎｅｗ（乱数）をレスポンス値として、新ＥＣＵ５０へ送信する。

新ＥＣＵ５０の検証部５７は、ｅＳＩＭ＿２０から受信したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部５７は、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗを使用して、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証方法として、上述した検証方法の例１、２が挙げられる。

レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、図７の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ９）ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、上記ステップＳ６のレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｎｅｗを使用して、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を暗号化し、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ３）を生成する。ｅＳＩＭ＿２０は、新ＥＣＵ５０へ、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ３）を送信する。

（ステップＳ１０）新ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、ｅＳＩＭ＿２０から受信した暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ３）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで復号化する。この復号化結果としてＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３が得られる。

（ステップＳ１１）新ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４は、暗号処理部５３の復号化結果であるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を記憶する。これにより、新ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵が、最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３に更新される。

上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１によれば、自動車１に実装されたｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５で保持されない新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持する新ＥＣＵ５０が自動車１に実装される場合に、自動車１に実装された新ＥＣＵ５０に対してＥＣＵ鍵管理鍵を自動車１の最新のＥＣＵ鍵管理鍵に更新することができる。これにより、自動車１に実装される各ＥＣＵ５０で保持されるＥＣＵ鍵管理鍵を、最新のＥＣＵ鍵管理鍵に合わせることができる。

また、ＥＣＵ鍵管理鍵は、ｅＳＩＭ＿２０と新ＥＣＵ５０とで共有される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化されてｅＳＩＭ＿２０から新ＥＣＵ５０へ送信される。これにより、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新の安全性が向上する。

また、自動車１に実装されたｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５で保持されない新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗが管理サーバ装置６０からｅＳＩＭ＿２０に無線送信され、ｅＳＩＭ＿２０で無線受信された出荷初期鍵ＫｎｅｗがｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５に追加して記憶される。これにより、自動車整備工場等で自動車１のＯＢＤポートから出荷初期鍵Ｋｎｅｗを管理装置１０へ入力する手間が不要となる。

［ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２］
図８、図９及び図１０は、第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２を示すシーケンスチャートである。ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２は、自動車１に対して新たにＥＣＵ５０が実装される場合のＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法である。自動車１に対して新たに実装されるＥＣＵ５０のことを新ＥＣＵ５０と称する。

ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２が適用される場合として、例えば、ｅＳＩＭ＿２０が自動車１に実装された後に、ｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５で保持されない新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持する新ＥＣＵ５０が自動車１に実装される場合が挙げられる。新ＥＣＵ５０は、自己の出荷初期鍵記憶部５５に出荷初期鍵Ｋｎｅｗを記憶する。但し、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２では、上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例１とは異なり、新ＥＣＵ５０が実装される自動車１のｅＳＩＭ＿２０を、出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持するｅＳＩＭ＿２０に交換する。自動車１に対して交換により新たに実装されるｅＳＩＭ＿２０のことを新ｅＳＩＭ＿２０と称する。新ｅＳＩＭ＿２０は、自己の出荷初期鍵記憶部２５に出荷初期鍵Ｋｎｅｗを記憶する。

図８には、管理サーバ装置６０と自動車１の管理装置１０の交換前のｅＳＩＭ＿２０との間の手順と、自動車１における管理装置１０の交換前のｅＳＩＭ＿２０とＥＣＵ５０との間の手順とが示される。ｅＳＩＭ＿２０において、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を記憶する。鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）記憶部３２は、鍵生成部２１が生成したＥＣＵ鍵管理鍵のうち最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３の１つ前のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ２を記憶する。ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４は、ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を記憶する。以下、図８を参照して、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の第１段階を説明する。

（ステップＳ２１）自動車１の管理装置１０の交換前のｅＳＩＭ＿２０（以下、単にｅＳＩＭ＿２０と称する）は、ＥＣＵ５０の交換通知を受信する。ＥＣＵ５０の交換通知は、例えば自動車１のＯＢＤポートから管理装置１０へ入力される。

（ステップＳ２２）ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３を使用して所定の出荷初期鍵Ｋｒ９を暗号化し、暗号化出荷初期鍵Ｋｍ３（Ｋｒ９）を生成する。ＥＣＵ５０の交換通知に応じて出荷初期鍵Ｋｒ９が使用されることは、予め、ｅＳＩＭ＿２０に設定される。ｅＳＩＭ＿２０は、ＥＣＵ５０へ、暗号化出荷初期鍵Ｋｍ３（Ｋｒ９）を送信する。

（ステップＳ２３）ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、ｅＳＩＭ＿２０から受信した暗号化出荷初期鍵Ｋｍ３（Ｋｒ９）を、鍵記憶部５４に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ３で復号化する。この復号化結果として出荷初期鍵Ｋｒ９が得られる。

（ステップＳ２４）ＥＣＵ５０の出荷初期鍵記憶部５５は、暗号処理部５３の復号化結果である出荷初期鍵Ｋｒ９を記憶する。これにより、ＥＣＵ５０の出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵が、出荷初期鍵Ｋｒ９に更新される。

図９には、自動車１における管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０とＥＣＵ５０との間の手順とが示される。新ｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５は、出荷初期鍵Ｋｒ９及びＫｎｅｗを記憶する。以下、図９を参照して、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の第２段階を説明する。

（ステップＳ３１）自動車１の管理装置１０において、ｅＳＩＭ＿２０から新ｅＳＩＭ＿２０に交換される。なお、管理装置１０自体を、新ｅＳＩＭ＿２０が実装された管理装置１０に交換してもよい。新ｅＳＩＭ＿２０は、ＥＣＵ５０へ、自動車１への新ｅＳＩＭ＿２０の実装を通知する実装通知メッセージを送信する。新ｅＳＩＭ＿２０からの実装通知メッセージは、ブロードキャストにより全ＥＣＵ５０へ送信される。以下、一のＥＣＵ５０に対する手順を説明するが、同じ手順が全ＥＣＵ５０に対して実行される。

（ステップＳ３２）新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。新ｅＳＩＭ＿２０は、ＥＣＵ５０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ３３）ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信したチャレンジ値（乱数）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ９で暗号化した暗号化データＫｒ９（乱数）を生成する。ＥＣＵ５０は、暗号化データＫｒ９（乱数）をレスポンス値として、新ｅＳＩＭ＿２０へ送信する。

新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、ＥＣＵ５０から受信したレスポンス値Ｋｒ９（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ９、Ｋｎｅｗを使用して、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証方法として、上述した検証方法の例１、２が挙げられる。

レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が失敗である場合には、検証が失敗したレスポンス値Ｋｒ９（乱数）の送信元のＥＣＵ５０に対する図９の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ３４）ＥＣＵ５０の検証部５７は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。ＥＣＵ５０は、新ｅＳＩＭ＿２０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ３５）新ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、ＥＣＵ５０から受信したチャレンジ値（乱数）を、上記ステップＳ３３のレスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｒ９で暗号化した暗号化データＫｒ９（乱数）を生成する。新ｅＳＩＭ＿２０は、暗号化データＫｒ９（乱数）をレスポンス値として、ＥＣＵ５０へ送信する。

ＥＣＵ５０の検証部５７は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信したレスポンス値Ｋｒ９（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部５７は、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ９を使用して、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証方法として、上述した検証方法の例１、２が挙げられる。

レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が失敗である場合には、検証が失敗したレスポンス値Ｋｒ９（乱数）を受信したＥＣＵ５０に対する図９の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ３６）新ｅＳＩＭ＿２０の鍵生成部２１は、新たなＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を生成する。鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１は、鍵生成部２１が生成した新たなＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を記憶する。新ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、上記ステップＳ３３のレスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｒ９を使用して、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を暗号化し、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｒ９（Ｋｍ４）を生成する。新ｅＳＩＭ＿２０は、ＥＣＵ５０へ、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｒ９（Ｋｍ４）を送信する。

（ステップＳ３７）ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信した暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｒ９（Ｋｍ４）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ９で復号化する。この復号化結果としてＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４が得られる。

（ステップＳ３８）ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４は、暗号処理部５３の復号化結果であるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を記憶する。これにより、ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵が、最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４に更新される。

図１０には、自動車１における管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０と新ＥＣＵ５０との間の手順とが示される。新ＥＣＵ５０の出荷初期鍵記憶部５５は、出荷初期鍵Ｋｎｅｗを記憶する。以下、図１０を参照して、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の第３段階を説明する。

（ステップＳ４１）上述したステップＳ３１により新ｅＳＩＭ＿２０からブロードキャストで送信された実装通知メッセージは、新ＥＣＵ５０で受信される。

（ステップＳ４２）新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。新ｅＳＩＭ＿２０は、新ＥＣＵ５０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ４３）新ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信したチャレンジ値（乱数）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化した暗号化データＫｎｅｗ（乱数）を生成する。新ＥＣＵ５０は、暗号化データＫｎｅｗ（乱数）をレスポンス値として、新ｅＳＩＭ＿２０へ送信する。

新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、新ＥＣＵ５０から受信したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ９、Ｋｎｅｗを使用して、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証方法として、上述した検証方法の例１、２が挙げられる。

レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、検証が失敗したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の送信元の新ＥＣＵ５０に対する図１０の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ４４）新ＥＣＵ５０の検証部５７は、乱数を生成し、生成した乱数をチャレンジ値とする。新ＥＣＵ５０は、新ｅＳＩＭ＿２０へ、チャレンジ値（乱数）を送信する。

（ステップＳ４５）新ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、新ＥＣＵ５０から受信したチャレンジ値（乱数）を、上記ステップＳ４３のレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化した暗号化データＫｎｅｗ（乱数）を生成する。新ｅＳＩＭ＿２０は、暗号化データＫｎｅｗ（乱数）をレスポンス値として、新ＥＣＵ５０へ送信する。

新ＥＣＵ５０の検証部５７は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、検証部５７は、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗを使用して、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を検証する。レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証方法として、上述した検証方法の例１、２が挙げられる。

レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証が失敗である場合には、検証が失敗したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を受信した新ＥＣＵ５０に対する図１０の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｒ９（乱数）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。

（ステップＳ４６）新ｅＳＩＭ＿２０の暗号処理部２４は、上記ステップＳ４３のレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）の検証で成功した際に使用された出荷初期鍵Ｋｎｅｗを使用して、鍵記憶部２２のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部３１に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を暗号化し、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ４）を生成する。新ｅＳＩＭ＿２０は、新ＥＣＵ５０へ、暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ４）を送信する。

（ステップＳ４７）新ＥＣＵ５０の暗号処理部５３は、新ｅＳＩＭ＿２０から受信した暗号化ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｎｅｗ（Ｋｍ４）を、出荷初期鍵記憶部５５に記憶される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで復号化する。この復号化結果としてＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４が得られる。

（ステップＳ４８）新ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４は、暗号処理部５３の復号化結果であるＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４を記憶する。これにより、新ＥＣＵ５０の鍵記憶部５４に記憶されるＥＣＵ鍵管理鍵が、最新のＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４に更新される。

なお、上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２において、第２段階と第３段階とはいずれの段階を先に実行してもよい。但し、第２段階又は第３段階のうち先に実行する段階において、新たなＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ４が生成される。

上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２によれば、自動車１に実装されたｅＳＩＭ＿２０の出荷初期鍵記憶部２５で保持されない新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持する新ＥＣＵ５０が自動車１に実装される場合に、自動車１に実装された新ＥＣＵ５０に対してＥＣＵ鍵管理鍵を自動車１の最新のＥＣＵ鍵管理鍵に更新することができる。これにより、自動車１に実装される各ＥＣＵ５０で保持されるＥＣＵ鍵管理鍵を、最新のＥＣＵ鍵管理鍵に合わせることができる。

また、ＥＣＵ鍵管理鍵は、新ｅＳＩＭ＿２０とＥＣＵ５０とで共有される出荷初期鍵Ｋｒ９で暗号化されて新ｅＳＩＭ＿２０からＥＣＵ５０へ送信される。また、ＥＣＵ鍵管理鍵は、新ｅＳＩＭ＿２０と新ＥＣＵ５０とで共有される出荷初期鍵Ｋｎｅｗで暗号化されて新ｅＳＩＭ＿２０から新ＥＣＵ５０へ送信される。これにより、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新の安全性が向上する。

また、自動車１に対し、新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持しないｅＳＩＭ＿２０から、新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持する新ｅＳＩＭ＿２０に交換することに対応するので、無線通信環境が整備されていない地域においても適用可能である。

［ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３］
図１１は、第１実施形態に係るＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３を示すシーケンスチャートである。ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３は、上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の変形例である。ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３では、自動車１に対して交換により新たに実装される新ｅＳＩＭ＿２０が新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを保持しない場合に、管理サーバ装置６０から新ｅＳＩＭ＿２０へ、無線通信により新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを送信する。

図１１には、管理サーバ装置６０と自動車１の管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０との間の手順と、自動車１における管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０とＥＣＵ５０との間の手順とが示される。以下、図１１を参照して、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３の第１段階を説明する。ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３の第１段階は、上述した図９に示されるＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の第２段階に対応する。

（ステップＳ５１）管理サーバ装置６０は、新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを含む出荷初期鍵リストの配信指示を受信する。

（ステップＳ５２）管理サーバ装置６０の管理部６３は、新ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０で出荷初期鍵リストを暗号化した暗号化データＫｃ０（リスト）を生成する。新ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を特定する情報は、無線通信ネットワーク２の通信事業者によって記録されている。管理部６３は、該記録に基づいて、通信事業者鍵記憶部６２から、新ｅＳＩＭ＿２０が使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を取得する。管理サーバ装置６０の通信部６１は、無線通信ネットワーク２を介して、暗号化データＫｃ０（リスト）を自動車１の管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０へ送信する。

（ステップＳ５３）自動車１の管理装置１０の新ｅＳＩＭ＿２０において、暗号処理部２４は、管理サーバ装置６０から受信した暗号化データＫｃ０（リスト）を、通信事業者鍵Ｋｃ０で復号化する。暗号処理部２４は、新ｅＳＩＭ＿２０の設定に従って、通信事業者鍵記憶部２６から、暗号化データＫｃ０（リスト）の復号化に使用する通信事業者鍵Ｋｃ０を取得する。暗号化データＫｃ０（リスト）の復号化結果として出荷初期鍵リストが得られる。暗号化データＫｃ０（リスト）の復号化結果の出荷初期鍵リストに含まれる出荷初期鍵Ｋｒ０、・・・、Ｋｒ９、・・・、Ｋｎｅｗは、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される。

図１１のステップＳ５４からＳ６１までは、上述した図９のステップＳ３１からＳ３８までに対応し、同様の処理が行われる。但し、図１１のステップＳ５６のレスポンスマッチング処理では、新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ０、・・・、Ｋｒ９、・・・、Ｋｎｅｗを使用して、ＥＣＵ５０から受信したレスポンス値Ｋｒ９（乱数）を検証する。

なお、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３の第２段階は、上述した図１０に示されるＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例２の第３段階と同様に実行される。但し、ＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３の第２段階では、図１０のステップＳ４３のレスポンスマッチング処理に対応するレスポンスマッチング処理として、新ｅＳＩＭ＿２０の検証部２３は、出荷初期鍵記憶部２５に記憶される出荷初期鍵Ｋｒ０、・・・、Ｋｒ９、・・・、Ｋｎｅｗを使用して、新ＥＣＵ５０から受信したレスポンス値Ｋｎｅｗ（乱数）を検証する。

上述したＥＣＵ鍵管理鍵の更新方法の例３によれば、自動車１において、ｅＳＩＭ＿２０を新ｅＳＩＭ＿２０に交換した際に、無線通信により、管理サーバ装置６０から新ｅＳＩＭ＿２０へ、新規の出荷初期鍵Ｋｎｅｗを含む出荷初期鍵リストを配信できる。

上述した第１実施形態によれば、自動車１に保持される鍵の管理や更新に寄与できるという効果が得られる。

［第２実施形態］
図１２は、本発明の第２実施形態に係る自動車１を示す構成図である。図１２において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。以下、図１２を参照して、第２実施形態に係る自動車１を説明する。

図１２に示される自動車１は、図１の自動車１に対して、さらに、ゲートウェイ１００とインフォテイメント（Infotainment）機器１１０と通信装置１２０とを備える。通信装置１２０は、ｅＳＩＭ＿１２１を備える。ｅＳＩＭ＿１２１は、無線通信ネットワーク２の契約者情報が書き込まれたｅＳＩＭである。よって、通信装置１２０は、ｅＳＩＭ＿１２１を使用することにより無線通信ネットワーク２を利用できる。通信装置１２０は、ｅＳＩＭ＿１２１を使用して確立される無線通信回線１６１により無線通信ネットワーク２に接続する。無線通信ネットワーク２は通信回線１６２を介してインターネット１５０と接続する。インターネット１５０には通信回線１６３を介してサーバ装置１４０が接続される。通信装置１２０は、無線通信ネットワーク２を介して、インターネット１５０に接続されるサーバ装置１４０と通信する。

自動車１のインフォテイメント機器１１０は、通信装置１２０を介して、サーバ装置１４０とデータを送受する。インフォテイメント機器１１０は、外部機器１３０と接続して、外部機器１３０とデータを交換する。外部機器１３０として、例えば、携帯通信端末やオーディオビジュアル機器などが挙げられる。

自動車１において、ゲートウェイ１００は、制御用車載ネットワーク４０に接続される。インフォテイメント機器１１０は、ゲートウェイ１００を介して、制御用車載ネットワーク４０に接続されるＥＣＵ５０や管理装置１０とデータを送受する。ゲートウェイ１００は、インフォテイメント機器１１０とＥＣＵ５０との間のデータの送受、及び、インフォテイメント機器１１０と管理装置１０との間のデータの送受、を監視する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

上述した実施形態では、セキュアエレメントとして、ｅＳＩＭ又はＳＩＭを使用する例を挙げたが、これに限定されない。セキュアエレメントとして、例えば、耐タンパー性（Tamper Resistant）のある暗号処理チップを使用してもよい。耐タンパー性のある暗号処理チップとして、例えば、ＴＰＭ（Trusted Platform Module）と呼ばれる暗号処理チップが知られている。ＴＰＭについては、例えば非特許文献３に記載されている。

管理装置１０及びＥＣＵ５０において、セキュアブート（Secure Boot）を行うことも好ましい。セキュアブートによれば、コンピュータの起動時に当該コンピュータのオペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）の正当性を検証することができる。セキュアブートについては、例えば非特許文献４，５，６に記載されている。

上述した実施形態に係る管理方法は、自動車１の販売、定期点検、車両検査、転売、廃車など、自動車１の様々な管理の場面に適用可能である。

上述した実施形態では、車両として自動車を例に挙げたが、原動機付自転車や鉄道車両等の自動車以外の他の車両にも適用可能である。

また、上述した管理装置１０、ＥＣＵ５０又は管理サーバ装置６０が実行する管理方法の各ステップを実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…自動車、２…無線通信ネットワーク、３…無線通信回線、４…通信回線、１０…管理装置、１１…無線通信部、１２…ＣＡＮインタフェース、２０…ｅＳＩＭ、２１…鍵生成部、２２…鍵記憶部、２３…検証部、２４…暗号処理部、２５…出荷初期鍵記憶部、２６…通信事業者鍵記憶部、３１…ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍｎ記憶部、３２…ＥＣＵ鍵管理鍵Ｋｍ（ｎ−１）記憶部、３３…ＥＣＵ鍵ｋｎ記憶部、４０…制御用車載ネットワーク、５０…ＥＣＵ、５１…制御部、５２…ＣＡＮインタフェース、５３…暗号処理部、５４…鍵記憶部、５５…出荷初期鍵記憶部、５７…検証部、６０…管理サーバ装置、６１…通信部、６２…通信事業者鍵記憶部、６３…管理部、６４…管理データ記憶部

Claims (4)

1. 車両に備わる管理装置であり、
   前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を記憶する出荷初期鍵記憶部と、
   前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第１通信部と、
   前記車両に備わる車載コンピュータから前記第１通信部により受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証部と、
   前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第２通信部と、を備え、
   前記出荷初期鍵記憶部は、前記第２通信部により受信された前記新規の出荷初期鍵を記憶する、管理装置であって、
   前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を記憶する最新鍵記憶部と、
   前記検証部による検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理部と、をさらに備え、
   前記第１通信部は、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証部による検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信する、
   管理装置。
2. 請求項１に記載の管理装置を備える車両。
3. 車両に備わる管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、
   前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、
   前記管理装置が、前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第１通信ステップと、
   前記管理装置が、前記第１通信ステップにより受信された前記新規の出荷初期鍵を前記出荷初期鍵記憶部に記憶するステップと、
   前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第２通信ステップと、
   前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータから前記第２通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、
   前記管理装置が、前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、
   前記管理装置が、前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、
   を含む管理方法。
4. 車両に備わる管理コンピュータに、
   前記車両に備わる車載コンピュータに保持される出荷初期鍵の候補である複数の出荷初期鍵を出荷初期鍵記憶部に記憶する出荷初期鍵記憶ステップと、
   前記車両に備わる車載コンピュータで使用される最新の鍵を最新鍵記憶部に記憶する最新鍵記憶ステップと、
   前記車両に新たに実装される車載コンピュータに保持される新規の出荷初期鍵を、管理サーバ装置から通信ネットワークを介して受信する第１通信ステップと、
   前記第１通信ステップにより受信された前記新規の出荷初期鍵を前記出荷初期鍵記憶部に記憶するステップと、
   前記車両に備わる車載コンピュータと通信する第２通信ステップと、
   前記車両に備わる車載コンピュータから前記第２通信ステップにより受信した暗号化データを、前記出荷初期鍵記憶部に記憶される出荷初期鍵を使用して検証する検証ステップと、
   前記検証ステップによる検証が成功した際に使用された前記新規の出荷初期鍵により前記最新の鍵を暗号化して暗号化鍵を生成する暗号処理ステップと、
   前記車両に備わる車載コンピュータのうち前記検証ステップによる検証が前記新規の出荷初期鍵により成功した車載コンピュータへ、前記暗号化鍵を送信するステップと、
   を実行させるためのコンピュータプログラム。

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