JP6994616B2 - Radios, roadside communicators, communication packet transmission methods, and computer programs - Google Patents

Radios, roadside communicators, communication packet transmission methods, and computer programs Download PDF

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Description

本開示は、無線機、路側通信機、通信パケットの送信方法、及びコンピュータプログラムに関する。 The present disclosure relates to radios, roadside communicators , communication packet transmission methods , and computer programs.

近年、路車間通信、車車間通信による高度道路交通システム(ITS)が検討されている。路車間通信とは、路側通信機と車載通信機(移動通信機)との間の通信であり、車車間通信とは、車載通信機(移動通信機)間の通信である。
このような高度道路交通システムのための通信方式やセキュリティについては、標準規格及びガイドラインが制定されている(例えば、非特許文献1,2参照)。
In recent years, intelligent transportation systems (ITS) based on road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication have been studied. Road-to-vehicle communication is communication between a roadside communication device and an in-vehicle communication device (mobile communication device), and vehicle-to-vehicle communication is communication between an in-vehicle communication device (mobile communication device).
Standards and guidelines have been established for communication methods and security for such intelligent transportation systems (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).

高度道路交通システムにおいて、各通信機は、セキュリティに関する各種機能を有しているが、その中で、いわゆるリプレイ攻撃に対する防御機能を有していることがある。
リプレイ攻撃とは、下記非特許文献2に記載されているように、以前に送信された情報を再利用して送信し、路側通信機や車載通信機になりすまして、誤った情報を配信することでシステムに混乱を生じさせるといった攻撃のことである。
In the intelligent transportation system, each communication device has various functions related to security, and among them, it may have a defense function against so-called replay attacks.
As described in Non-Patent Document 2 below, a replay attack is to reuse and transmit previously transmitted information and impersonate a roadside communication device or an in-vehicle communication device to deliver erroneous information. It is an attack that causes confusion in the system.

例えば、下記特許文献1には、リプレイ攻撃を防御するための防御処理が記載されている。すなわち、送信時刻の情報を格納したパケットを送信側の通信機に送信させ、このパケットを受信した受信側の通信機は、前記パケットに格納された送信時刻の情報を抽出し、抽出した情報が示す送信時刻と現在の時刻とを比較する。両時刻の時間差が許容誤差範囲外であれば、受信側の通信機は、リプレイ攻撃と判定してそのパケットを廃棄する。 For example, Patent Document 1 below describes a defense process for defending against a replay attack. That is, the packet containing the transmission time information is transmitted to the transmitting side communication device, and the receiving side communication device receiving this packet extracts the transmission time information stored in the packet, and the extracted information is used. Compare the indicated transmission time with the current time. If the time difference between the two times is out of the margin of error, the communication device on the receiving side determines that it is a replay attack and discards the packet.

一般社団法人電波産業会、”700MHz 帯高度道路交通システムARIB-STD-T109 1.2版“,[online]、平成25年12月10日、[平成28年6月27日検索]、インターネット<http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_kikaku_number.html>Association of Radio Industries and Businesses, "700MHz Band Intelligent Transport Systems ARIB-STD-T109 1.2 Edition", [online], December 10, 2013, [Search June 27, 2016], Internet < http: // www. arib. or. jp / tyokakenkyu / kikaku_tushin / tushin_kikaku_number. html> ITS情報通信システム推進会議、”運転支援通信システムに関するセキュリティガイドライン ITSFORUM RC-009 1.2版“,[online]、平成25年11月25日、[平成28年6月27日検索]、インターネット<http://www.itsforum.gr.jp/Public/J7Database/index.html>ITS Information and Communication Systems Promotion Council, "Security Guidelines for Driving Support Communication Systems ITSFORUM RC-009 1.2 Edition", [online], November 25, 2013, [Search on June 27, 2016], Internet < http: // www. itsforum. gr. jp / Public / J7Database / index. html>

特開2008-154164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-154164

上記システムにおける路側通信機は、アプリケーションデータを生成するアプリケーション部と、前記アプリケーションデータを通信パケットに格納する等、無線送信に必要な処理を行う通信処理部とを備えている。 The roadside communication device in the above system includes an application unit that generates application data, and a communication processing unit that performs processing necessary for wireless transmission, such as storing the application data in a communication packet.

通信処理部は、自機が送信する通信パケットを受信する通信機においてリプレイ攻撃の防御処理を実行可能とするために、当該通信パケットに送信日時を示す送信日時情報を付加する。
通信処理部は、通信パケットに送信日時情報を付加した後、所定周期で設けられた送信期間で通信パケットの送信を行う。
The communication processing unit adds transmission date / time information indicating the transmission date / time to the communication packet in order to enable the communication device that receives the communication packet transmitted by the own device to execute the replay attack prevention process.
After adding the transmission date and time information to the communication packet, the communication processing unit transmits the communication packet in a transmission period provided in a predetermined cycle.

ここで、通信処理部においては、通信パケットに送信日時情報を付加するレイヤと、通信パケットの送信制御を行うレイヤとが異なっている。送信日時情報を付加するレイヤは、送信制御を行うレイヤの上位レイヤである。
送信制御を行うレイヤでは、送信日時情報に関係なく、与えられた通信パケットを送信する。
このため、送信日時情報が付加された通信パケットが送信制御を行うレイヤに与えられるまでの間に、一の通信パケットに遅延が生じた場合、当該一の通信パケットよりも後に送信日時情報が付加された後の通信パケットの方が先に送信制御を行うレイヤに与えられてしまうことがある。
Here, in the communication processing unit, the layer that adds the transmission date and time information to the communication packet and the layer that controls the transmission of the communication packet are different. The layer to which the transmission date / time information is added is a higher layer of the layer that controls transmission.
The layer that controls transmission transmits a given communication packet regardless of the transmission date and time information.
Therefore, if a delay occurs in one communication packet before the communication packet to which the transmission date / time information is added is given to the layer that controls transmission, the transmission date / time information is added after the one communication packet. The communication packet after it is sent may be given to the layer that controls transmission first.

このような場合、後の通信パケットが先に送信され、一の通信パケットがその後に送信されることがある。
このとき、後の通信パケットの送信日時情報は、一の通信パケットの送信日時情報よりも進んだ時刻を示している。
よって、一の通信パケット及び後の通信パケットを受信した路側通信機は、一の通信パケットがリプレイ攻撃であると判定してしまうおそれがある。
In such a case, the later communication packet may be transmitted first, and one communication packet may be transmitted after that.
At this time, the transmission date / time information of the later communication packet indicates a time ahead of the transmission date / time information of one communication packet.
Therefore, the roadside communication device that has received one communication packet and the subsequent communication packet may determine that one communication packet is a replay attack.

同じ路側通信機から送信された通信パケットにも関わらす、後から送られてきた一の通信パケットの送信日時情報の方が、先に送られてきた後の通信パケットの送信日時情報よりも遅れた時刻(過去の時刻)を示しているため、妥当性に欠けるからである。 The transmission date and time information of one communication packet sent later, which is related to the communication packet transmitted from the same roadside communication device, is later than the transmission date and time information of the communication packet after being sent earlier. This is because it lacks validity because it indicates the time (past time).

このように、送信日時情報の付加後の処理に起因する送信タイミングの遅延によって、正常な通信パケットであるにもかかわらず、リプレイ攻撃と判定されてしまう場合があった。 As described above, due to the delay in the transmission timing due to the processing after the addition of the transmission date / time information, the replay attack may be determined even though the communication packet is normal.

一実施形態である無線機は、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機との間で無線通信する無線機であって、前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する無線通信部と、前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定める。 The radio according to the embodiment is a radio that transmits wirelessly with a roadside communication device that transmits a road-to-road communication packet to which transmission date / time information is added and also transmits a road-to-vehicle communication packet to which transmission date / time information is added. A wireless communication unit that receives the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet as a reception packet, identification information included in the reception packet indicating a transmission source communication device, and transmission. A determination unit for determining whether or not a replay attack has been made by the received packet based on the date and time information is provided, and the determination unit is referred to as a reference date and time to be compared with the transmission date and time information in order to determine the replay attack. The information is determined by using the discrimination information included in the received packet for discriminating whether the received packet is the road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet.

また、一実施形態である無線機は、通信パケットに当該通信パケットの送信日時を示す送信日時情報を付加する日時情報設定部と、前記送信日時情報が付加された前記通信パケットに対して、所定周期で設けられた送信期間を割り当てて順次送信するように制御する送信制御部と、を備え、前記日時情報設定部は、前記通信パケットに割り当てられた前記送信期間が、前記送信制御部によって前記通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられている場合、前記送信日時情報に代えて不定値、又は自機が直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す他の送信日時情報を前記通信パケットに付加する。 Further, the radio device according to the embodiment is predetermined with respect to the date / time information setting unit that adds transmission date / time information indicating the transmission date / time of the communication packet to the communication packet and the communication packet to which the transmission date / time information is added. The transmission control unit is provided with a transmission control unit that allocates a transmission period provided in a cycle and controls the transmission in sequence, and the date and time information setting unit uses the transmission control unit to set the transmission period assigned to the communication packet. If a period of at least one cycle or more has passed since the communication packet can be transmitted , an indefinite value or a predetermined transmission date and time of the communication packet transmitted immediately before by the own machine is specified instead of the transmission date and time information. Other transmission date / time information indicating the date / time to which the period is added is added to the communication packet.

一実施形態である路側通信機は、上記無線機を備えている。 The roadside communication device according to the embodiment includes the above-mentioned radio device.

また、一実施形態である判定方法は、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機から送信される前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信した前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定ステップと、を含み、前記判定ステップは、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定める。 Further, the determination method according to one embodiment is the road transmitted from the roadside communication device that transmits the road-to-road communication packet to which the transmission date / time information is added and the road-to-vehicle communication packet to which the transmission date / time information is added. A reception step for receiving the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet as a reception packet, identification information indicating a transmission source communication device included in the reception packet received in the reception step, and the transmission date and time. The determination step includes a determination step of determining whether or not a replay attack has been made by the received packet based on the information, and the determination step includes reference date and time information to be compared with the transmission date and time information in order to determine the replay attack. Is determined by using the discrimination information included in the received packet for discriminating whether the received packet is the road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet.

一実施形態であるコンピュータプログラムは、通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機から送信される前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信した前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定ステップと、を実行させるコンピュータプログラムであり、前記判定ステップは、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定めるコンピュータプログラムである。 A computer program according to an embodiment is a computer program for causing a computer to determine whether or not a communication packet is a replay attack, and the inter-road communication packet to which transmission date and time information is added is sent to the computer. In the reception step of receiving the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet transmitted from the roadside communication device that transmits the road-to-vehicle communication packet to which the transmission date and time information is added as a reception packet, and the reception step. The determination step of determining whether or not a replay attack was made by the received packet based on the identification information indicating the transmission source communication device included in the received packet and the transmission date / time information is executed. The determination step is a computer program for causing the reception packet to include reference date and time information to be compared with the transmission date and time information for determining the replay attack, and the reception packet is between the roads. It is a computer program determined by using discrimination information for discriminating between a communication packet and the road-to-vehicle communication packet.

本開示によれば、通信パケットが誤ってリプレイ攻撃と判定されるのを防止することができる。 According to the present disclosure, it is possible to prevent a communication packet from being erroneously determined as a replay attack .

実施形態に係る高度道路交通システム(ITS)の全体構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the whole structure of the intelligent transportation system (ITS) which concerns on embodiment. 本実施形態に係る路側通信機及び車載通信機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the roadside communication apparatus and the vehicle-mounted communication apparatus which concerns on this embodiment. (a)は、本無線通信システムにて用いられる無線フレームを示す図、(b)は、無線フレームに従って設定される路側通信機の送信期間及び送信禁止期間の一例を示す図、(c)は、車載通信機の送信禁止期間の一例を示す図である。(A) is a diagram showing a wireless frame used in this wireless communication system, (b) is a diagram showing an example of a transmission period and a transmission prohibition period of a roadside communication device set according to the wireless frame, (c) is a diagram. , Is a diagram showing an example of a transmission prohibition period of an in-vehicle communication device. 路側通信機が送信する通信パケットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the communication packet transmitted by the roadside communication device. 非特許文献1の標準規格に示されているプロトコルスタックに、非特許文献2のガイドラインに示す拡張層(Extended Layer)ELを加えたものを示している。The protocol stack shown in the standard of Non-Patent Document 1 plus the extended layer EL shown in the guideline of Non-Patent Document 2 is shown. 路側通信機の通信処理装置が有している機能の一部を示したブロック図である。It is a block diagram which showed a part of the function which a communication processing apparatus of a roadside communication device has. 判定部が行う判定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the determination processing performed by the determination unit. 路側通信機が通信パケットを送信する際の通信処理を示す図である。It is a figure which shows the communication process when a roadside communication device transmits a communication packet. 変形例に係る通信パケットを示す図である。It is a figure which shows the communication packet which concerns on the modification. 他の実施形態に係る路側通信機の通信処理部が実行する路路間通信パケットの送信処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transmission processing of the roadside communication packet executed by the communication processing part of the roadside communication device which concerns on another embodiment.

[実施形態の説明]
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
(1)一実施形態である無線機は、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機との間で無線通信する無線機であって、前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する無線通信部と、前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定める。
[Explanation of Embodiment]
First, the contents of the embodiments will be listed and described.
(1) The radio device according to the embodiment is wireless with a roadside communication device that transmits a road-to-road communication packet to which transmission date and time information is added and also transmits a road-to-vehicle communication packet to which transmission date and time information is added. A radio communication unit that communicates with a radio communication unit that receives the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet as a reception packet, and identification information including a transmission packet indicating a transmission source communication device included in the reception packet. A determination unit for determining whether or not a replay attack has been made by the received packet based on the transmission date / time information is provided, and the determination unit is compared with the transmission date / time information in order to determine the replay attack. The reference date and time information is determined by using the discrimination information included in the received packet for discriminating whether the received packet is the road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet.

上記構成の無線機によれば、判別情報を用いて受信パケットが路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別した上で参照日時情報を定め、リプレイ攻撃の判定を行うので、受信パケットがリプレイ攻撃であるか否かを判定する前に、受信パケットが路路間通信パケット及び路車間通信パケットのいずれであるのかを特定することができる。
よって、判定部は、受信パケットを判定する際に、同じ通信種別のパケットから得た送信日時情報を参照日時情報と定めることができ、同じ通信種別同士で送信日時情報を比較することができる。
この結果、仮に路路間通信パケットの送信タイミングに遅延が生じることで、路路間通信パケットと、路車間通信パケットとの間における送信日時の関係と、実際の送信タイミングとの関係に齟齬が生じたとしても、判定部は、路路間通信パケット同士で送信日時を比較する。これにより、路路間通信パケットの送信タイミングの遅延に関係なく、適切にリプレイ攻撃の判定を行うことができる。
According to the radio device having the above configuration, the reception packet is determined because the reference date and time information is determined after determining whether the received packet is a road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet using the discrimination information. Before determining whether or not is a replay attack, it is possible to identify whether the received packet is a road-to-road communication packet or a road-to-vehicle communication packet.
Therefore, when determining the received packet, the determination unit can determine the transmission date / time information obtained from the packets of the same communication type as the reference date / time information, and can compare the transmission date / time information between the same communication types.
As a result, if the transmission timing of the road-to-road communication packet is delayed, the relationship between the transmission date and time between the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet and the relationship between the actual transmission timing are inconsistent. Even if it occurs, the determination unit compares the transmission date and time between the inter-road communication packets. As a result, the replay attack can be appropriately determined regardless of the delay in the transmission timing of the inter-road communication packet.

(2)上記無線機において、前記受信パケットは、アプリケーションデータが格納されるフィールドと、無線通信のために必要な制御データが格納される制御フィールドと、を含み、前記判別情報は、前記制御フィールドに格納されていることが好ましい。
この場合、アプリケーションに負荷を与えることなく判別情報を取得できる。
(2) In the radio, the received packet includes a field in which application data is stored and a control field in which control data necessary for wireless communication is stored, and the discrimination information is the control field. It is preferably stored in.
In this case, the discrimination information can be acquired without imposing a load on the application.

(3)また、一実施形態である無線機は、通信パケットに当該通信パケットの送信日時を示す送信日時情報を付加する日時情報設定部と、前記送信日時情報が付加された前記通信パケットに対して、所定周期で設けられた送信期間を割り当てて順次送信するように制御する送信制御部と、を備え、前記日時情報設定部は、前記通信パケットに割り当てられた前記送信期間が、前記送信制御部によって前記通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられている場合、前記送信日時情報に代えて、不定値、又は自機が直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す他の送信日時情報を前記通信パケットに付加する。 (3) Further, the radio device according to the embodiment has a date / time information setting unit that adds transmission date / time information indicating the transmission date / time of the communication packet to the communication packet, and the communication packet to which the transmission date / time information is added. The transmission control unit is provided with a transmission control unit that allocates and controls transmission periods provided in a predetermined cycle, and the date and time information setting unit has the transmission control unit that is assigned to the communication packet. If the communication packet is provided at least one cycle after the communication packet can be transmitted by the unit, an indefinite value or a communication packet transmitted immediately before by the own machine is transmitted instead of the transmission date / time information. Other transmission date and time information indicating the date and time obtained by adding a predetermined period to the date and time is added to the communication packet.

上記構成の無線機によれば、割り当てられた送信期間が、送信制御部によって通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられることで当該通信パケットの送信タイミングに遅延が生じると、送信日時情報に代えて不定値又は直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す他の送信日時情報を、送信タイミングに遅延が生じた通信パケットに格納するので、当該通信パケットが誤ってリプレイ攻撃と判定されるのを防止することができる。 According to the radio device having the above configuration, the allocated transmission period is set at least one cycle after the communication packet can be transmitted by the transmission control unit, so that the transmission timing of the communication packet is delayed. When is generated, instead of the transmission date / time information, other transmission date / time information indicating an indefinite value or a date / time obtained by adding a predetermined period to the transmission date / time of the communication packet transmitted immediately before is stored in the communication packet whose transmission timing is delayed. Therefore, it is possible to prevent the communication packet from being erroneously determined as a replay attack.

(4)また、一実施形態である路側通信機は、上記(1)から(3)に記載の無線機を備えている。 (4) Further, the roadside communication device according to the embodiment includes the radios according to the above (1) to (3).

(5)一実施形態である判定方法は、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機から送信される前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信した前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定ステップと、を含み、前記判定ステップは、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定める。 (5) The determination method according to the embodiment is transmitted from a roadside communication device that transmits an inter-road communication packet to which transmission date and time information is added and also transmits a road-to-vehicle communication packet to which transmission date and time information is added. The reception step of receiving the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet as a reception packet, the identification information indicating the transmission source communication device included in the reception packet received in the reception step, and the transmission. The determination step includes a determination step of determining whether or not a replay attack has been made by the received packet based on the date and time information, and the determination step is a reference date and time to be compared with the transmission date and time information in order to determine the replay attack. The information is determined by using the discrimination information included in the received packet for discriminating whether the received packet is the road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet.

(6)また、一実施形態であるコンピュータプログラムは、通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信するとともに送信日時情報が付加された路車間通信パケットを送信する路側通信機から送信される前記路路間通信パケット及び前記路車間通信パケットを受信パケットとして受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信した前記受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報と、前記送信日時情報とに基づいて前記受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定ステップと、を実行させるコンピュータプログラムであり、前記判定ステップは、前記リプレイ攻撃の判定を行うために前記送信日時情報と比較される参照日時情報を、前記受信パケットに含まれている、前記受信パケットが前記路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別するための判別情報を用いて定めるコンピュータプログラムである。 (6) Further, the computer program according to the embodiment is a computer program for causing the computer to determine whether or not the communication packet is a replay attack, and the transmission date and time information is added to the computer. With a reception step of receiving the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet transmitted from the roadside communication device that transmits the road-to-vehicle communication packet and the road-to-vehicle communication packet to which the transmission date and time information is added as a reception packet. , A determination to determine whether or not a replay attack was made by the received packet based on the identification information indicating the transmission source communication device included in the received packet received in the receiving step and the transmission date and time information. The determination step is a computer program for executing the step, and the determination step includes the reference date and time information to be compared with the transmission date and time information in order to determine the replay attack, in the received packet. Is a computer program determined by using discrimination information for discriminating between the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet.

[実施形態の詳細]
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔通信システムの構成について〕
図1は、実施形態に係る高度道路交通システム(ITS)の全体構成を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、道路構造の一例として、南北方向と東西方向の複数の道路が互いに交差した碁盤目構造を想定している。
図1に示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機1、路側通信機2、車載通信機(移動通信機)3、中央装置4、車載通信機3を搭載した車両5、及び、車両感知器や監視カメラ等よりなる路側センサ6を含む。
なお、本実施形態において特に説明しない点については、非特許文献1に準拠する。
[Details of the embodiment]
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.
In addition, at least a part of each embodiment described below may be arbitrarily combined.
[Communication system configuration]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an intelligent transportation system (ITS) according to an embodiment. In this embodiment, as an example of the road structure, a grid structure in which a plurality of roads in the north-south direction and the east-west direction intersect each other is assumed.
As shown in FIG. 1, the intelligent transportation system of the present embodiment includes a traffic signal 1, a roadside communication device 2, an in-vehicle communication device (mobile communication device) 3, a central device 4, and a vehicle 5 equipped with the in-vehicle communication device 3. It also includes a roadside sensor 6 including a vehicle detector, a surveillance camera, and the like.
It should be noted that the points not particularly described in this embodiment are based on Non-Patent Document 1.

交通信号機1と路側通信機2は、複数の交差点J1~J16のそれぞれに設置されており、電話回線等の有線通信回線7を介してルータ8に接続されている。このルータ8は交通管制センター内の中央装置4に接続されている。
中央装置4は、自身が管轄するエリアの交通信号機1および路側通信機2とLAN(Local Area Network)を構成している。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
The traffic signal 1 and the roadside communication device 2 are installed at each of the plurality of intersections J1 to J16, and are connected to the router 8 via a wired communication line 7 such as a telephone line. This router 8 is connected to the central device 4 in the traffic control center.
The central device 4 constitutes a traffic signal 1 and a roadside communication device 2 in an area under its jurisdiction and a LAN (Local Area Network). The central device 4 may be installed on the road instead of the traffic control center.

路側センサ6は、各交差点に流入もしくは流出する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この路側センサ6は、直下を通行する車両5を超音波感知する車両感知器、或いは、道路の交通状況を時系列に撮影する監視カメラ等よりなり、感知情報や画像データは有線通信回線7を介して中央装置4に送信する。なお、図1では、図示を簡略化するために、各交差点に信号灯器が1つだけ描写されているが、実際の各交差点には、互いに交差する道路の上り及び下り用として少なくとも4つの信号灯器が設置されている。 Roadside sensors 6 are installed at various places on the road in the jurisdiction area for the purpose of counting the number of vehicles flowing in or out of each intersection. The roadside sensor 6 comprises a vehicle detector that ultrasonically detects a vehicle 5 passing directly underneath, a surveillance camera that captures the traffic condition of the road in chronological order, and the like, and the detection information and image data are connected to the wired communication line 7. It is transmitted to the central device 4 via. In addition, in FIG. 1, for simplification of the illustration, only one signal lamp is drawn at each intersection, but at each actual intersection, at least four signal lamps are used for going up and down the roads that intersect each other. A vessel is installed.

高度道路交通システムにおいて、無線通信システムを構成する、複数の交差点それぞれに設置された複数の路側通信機2は、その周囲を走行する車両の車載通信機3との間で無線通信(路車間通信)が可能である。
また、各路側通信機2は、自己の送信波が到達する所定範囲内に位置する他の路側通信機2とも無線通信(路路間通信)が可能である。
また、同じく無線通信システムを構成する車載通信機3は、キャリアセンス方式で路側通信機2との間で無線通信(車路間通信)を行うとともに、他の車載通信機3と無線通信(車車間通信)が可能である。
In an intelligent transportation system, a plurality of roadside communication devices 2 installed at each of a plurality of intersections constituting a wireless communication system communicate wirelessly (road-to-vehicle communication) with an in-vehicle communication device 3 of a vehicle traveling around the roadside communication device 2. ) Is possible.
Further, each roadside communication device 2 is capable of wireless communication (roadside communication) with other roadside communication devices 2 located within a predetermined range reached by its own transmission wave.
Further, the in-vehicle communication device 3 that also constitutes the wireless communication system performs wireless communication (inter-vehicle communication) with the roadside communication device 2 by a carrier sense method, and also wirelessly communicates with another in-vehicle communication device 3 (vehicle). Inter-vehicle communication) is possible.

なお、路路間通信とは、路側通信機2同士の間で行われる通信であり、一の路側通信機2が他の路側通信機2に向けて通信パケットを送信することによって行われる。
また、路車間通信とは、路側通信機2と車載通信機3との間で行われる通信であり、路側通信機2が車載通信機3に向けて通信パケット(路車間通信情報)をブロードキャスト送信することによって行われる。
また、車車間通信とは、車載通信機3同士で行われる通信であり、キャリアセンス方式によって通信パケット(車車間通信情報)を送信することによって行われる。
また、車路間通信とは、車載通信機3と路側通信機2との間で行われる通信であり、車載通信機3が路側通信機2に向けてキャリアセンス方式で通信パケット(車路間通信情報)を送信することによって行われる。
The roadside communication is communication performed between roadside communication devices 2, and is performed by one roadside communication device 2 transmitting a communication packet to another roadside communication device 2.
Further, road-to-vehicle communication is communication performed between the roadside communication device 2 and the vehicle-mounted communication device 3, and the roadside communication device 2 broadcasts a communication packet (road-vehicle communication information) to the vehicle-mounted communication device 3. It is done by doing.
Further, vehicle-to-vehicle communication is communication performed between vehicle-mounted communication devices 3, and is performed by transmitting a communication packet (vehicle-to-vehicle communication information) by a carrier sense method.
Further, the inter-vehicle communication is a communication performed between the in-vehicle communication device 3 and the roadside communication device 2, and the in-vehicle communication device 3 is directed to the roadside communication device 2 by a carrier sense method and a communication packet (inter-roadway communication). It is done by transmitting communication information).

図2は、本実施形態に係る路側通信機2及び車載通信機3の構成を示すブロック図である。
路側通信機2は、図2に示すように、無線通信のためのアンテナ20が接続された無線通信部21と、有線通信回線7を介して中央装置4と通信するための有線通信部22と、通信の制御に関する処理を行う通信処理装置23とを備えている。
通信処理装置23は、無線通信部21を制御するとともに、無線通信及び有線通信の通信に関する処理を行う機能を有している。これにより通信処理装置23は、路車もしくは車路間通信や、路路間通信を行うとともに、有線通信回線7を介して中央装置4との間で有線通信を行う。
FIG. 2 is a block diagram showing the configurations of the roadside communication device 2 and the vehicle-mounted communication device 3 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the roadside communication device 2 includes a wireless communication unit 21 to which an antenna 20 for wireless communication is connected, and a wired communication unit 22 for communicating with a central device 4 via a wired communication line 7. A communication processing device 23 that performs processing related to communication control is provided.
The communication processing device 23 has a function of controlling the wireless communication unit 21 and performing processing related to wireless communication and wired communication. As a result, the communication processing device 23 performs road vehicle or vehicle-to-vehicle communication, road-to-road communication, and wire communication with the central device 4 via the wired communication line 7.

通信処理装置23は、記憶部(図示省略)を備えており、この記憶部に無線通信及び有線通信のために必要な情報を記憶するとともに、後述する各機能を実現するためのプログラムや、その他の各種処理を実行するためのアプリケーション等がインストールされている。 The communication processing device 23 includes a storage unit (not shown), which stores information necessary for wireless communication and wired communication, a program for realizing each function described later, and the like. Applications, etc. for executing various processes of are installed.

車載通信機3は、無線通信のためのアンテナ27が接続された無線通信部28と、通信処理装置29とを備えている。
通信処理装置29は、路側通信機2の通信処理装置23と同様の構成であり、無線通信部28を制御するとともに、無線通信に関する機能を有している。これにより通信処理装置29は、車車間通信や路車間通信を行う。また、通信処理装置29は、記憶部(図示省略)を備えており、車車間通信や、路車間通信のために必要な情報や、後述する各種処理を実行するためのアプリケーション等がインストールされている。
The in-vehicle communication device 3 includes a wireless communication unit 28 to which an antenna 27 for wireless communication is connected, and a communication processing device 29.
The communication processing device 29 has the same configuration as the communication processing device 23 of the roadside communication device 2, controls the wireless communication unit 28, and has a function related to wireless communication. As a result, the communication processing device 29 performs vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication. Further, the communication processing device 29 is provided with a storage unit (not shown), and information necessary for vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication, applications for executing various processes described later, and the like are installed. There is.

通信処理装置23及び通信処理装置29は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。その機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、通信処理装置23及び通信処理装置29はコンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは記憶部に記憶される。 A part or all of the functions of the communication processing device 23 and the communication processing device 29 may be configured by a hardware circuit, or a part or all of the functions may be realized by a computer program. .. When a part or all of the functions are realized by a computer program, the communication processing device 23 and the communication processing device 29 include a computer, and the computer program executed by the computer is stored in the storage unit.

図3(a)は、本無線通信システムにて用いられる無線フレームを示す図である。
図3(a)に示すように、無線フレーム(スーパーフレーム)は、その時間軸方向の長さ(フレーム長)が100ミリ秒に設定されている。また、無線フレームは、時間軸方向に並べて配置されている。つまり、無線フレームは、1秒間に10フレーム配置される。
無線フレームは、例えば、路側通信機2が有するGPS受信機(図示せず)によって受信したGPS信号から得られる1PPS(One Pulse Per Second)信号(1秒周期の信号)に基づいて設定される。
FIG. 3A is a diagram showing a wireless frame used in this wireless communication system.
As shown in FIG. 3A, the length (frame length) of the wireless frame (super frame) in the time axis direction is set to 100 milliseconds. Further, the wireless frames are arranged side by side in the time axis direction. That is, 10 wireless frames are arranged per second.
The wireless frame is set based on, for example, a 1PPS (One Pulse Per Second) signal (a signal having a period of 1 second) obtained from a GPS signal received by a GPS receiver (not shown) included in the roadside communication device 2.

一つの無線フレームには、複数のタイムスロット30が含まれている。
タイムスロット30は、路側通信機2に割り当てられる通信用のタイムスロット(路側機通信期間)であり、タイムスロット30のいずれかに送信期間が割り当てられている路側通信機2は、その割り当てられているタイムスロット30内に、当該路側通信機2が無線送信する送信期間を設定する。タイムスロット30は、一つの無線フレーム(100ミリ秒)内に最大16個まで設定可能である。
One radio frame includes a plurality of time slots 30.
The time slot 30 is a communication time slot (roadside device communication period) assigned to the roadside communication device 2, and the roadside communication device 2 to which the transmission period is assigned to any of the time slots 30 is assigned. The transmission period for wireless transmission by the roadside communication device 2 is set in the time slot 30. Up to 16 time slots 30 can be set in one wireless frame (100 milliseconds).

タイムスロット30には、それぞれスロット番号(路車間通信期間番号)n(=1~16)が付されている。路側通信機2は、スロット番号nによっていずれのタイムスロット30が自路側通信機2に割り当てられるかを認識することができる。スロット番号nが付された各タイムスロット30は、それぞれ、無線フレームに一つずつ配置されているので、100ミリ秒周期(制御周期)で配置されている。 Each time slot 30 is assigned a slot number (road-to-vehicle communication period number) n (= 1 to 16). The roadside communication device 2 can recognize which time slot 30 is assigned to the own roadside communication device 2 by the slot number n. Since each time slot 30 with the slot number n is arranged one by one in the wireless frame, it is arranged in a cycle of 100 milliseconds (control cycle).

路側通信機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間は、車載通信機3によるキャリアセンス方式の無線送信用として開放する期間である。このため、路側通信機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間では、路側通信機2による無線送信は行われない。 The period other than the time slot 30 assigned to the roadside communication device 2 is a period during which the vehicle-mounted communication device 3 is open for carrier-sense wireless transmission. Therefore, wireless transmission by the roadside communication device 2 is not performed during the period other than the time slot 30 assigned to the roadside communication device 2.

無線フレームに含まれる複数のタイムスロット30の内、一つまたは複数のタイムスロット30が路側通信機2に割り当てられる。路側通信機2は、自機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間では送信が禁止される。すなわち、路側通信機2にとっては、自機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間は、送信禁止期間となる。 Of the plurality of time slots 30 included in the wireless frame, one or a plurality of time slots 30 are assigned to the roadside communication device 2. The roadside communication device 2 is prohibited from transmitting in a period other than the time slot 30 assigned to the own device 2. That is, for the roadside communication device 2, the period other than the time slot 30 assigned to the own device 2 is the transmission prohibition period.

図3(b)は、無線フレームに従って設定される路側通信機2の送信期間及び送信禁止期間の一例を示す図である。図3(b)では、路側通信機2にn=4の1つのタイムスロット30が割り当てられている場合の送信禁止期間を示している。路側通信機2は、送信禁止期間以外の期間(送信期間)で無線送信を行う。 FIG. 3B is a diagram showing an example of a transmission period and a transmission prohibition period of the roadside communication device 2 set according to the wireless frame. FIG. 3B shows a transmission prohibition period when one time slot 30 with n = 4 is assigned to the roadside communication device 2. The roadside communication device 2 performs wireless transmission in a period (transmission period) other than the transmission prohibition period.

複数のタイムスロット30は、互いに隣接する路側通信機2同士の間で干渉が生じないように、各路側通信機2に割り当てられる。
各路側通信機2は、割り当てられたタイムスロット30で定まる送信期間で無線送信を行う。
The plurality of time slots 30 are assigned to each roadside communication device 2 so that interference does not occur between the roadside communication devices 2 adjacent to each other.
Each roadside communication device 2 performs wireless transmission in a transmission period determined by the assigned time slot 30.

路側通信機2は、自路側通信機2のアプリケーションが生成したアプリケーションデータをパケット化し、アプリケーションデータが格納されたパケットを自路側通信機2に割り当てられたタイムスロット30(送信期間)にて送信する。
路側通信機2のアプリケーションが生成するアプリケーションデータには、本システムが車載通信機3に対して提供する安全運転支援等に関する路車間通信情報や、他の路側通信機2に対して提供される本システムの管理等に関する路路間通信情報が含まれている。
路側通信機2は、路車間通信情報を格納した通信パケットである路車間通信パケットと、路路間通信情報を格納した通信パケットである路路間通信パケットとを送信する。
The roadside communication device 2 packetizes the application data generated by the application of the own roadside communication device 2, and transmits the packet in which the application data is stored in the time slot 30 (transmission period) assigned to the own roadside communication device 2. ..
The application data generated by the application of the roadside communication device 2 includes road-to-vehicle communication information related to safe driving support provided by the system to the in-vehicle communication device 3 and a book provided to another roadside communication device 2. Contains road-to-road communication information related to system management, etc.
The roadside communication device 2 transmits a road-to-vehicle communication packet that is a communication packet that stores road-to-vehicle communication information and a road-to-road communication packet that is a communication packet that stores road-to-road communication information.

なお、路側通信機2は、送信禁止期間においては、車車間通信を傍受するとともに、他の路側通信機2が送信する路車間通信パケット及び路路間通信パケットを受信する。 During the transmission prohibition period, the roadside communication device 2 intercepts the vehicle-to-vehicle communication and also receives the road-to-vehicle communication packet and the road-to-vehicle communication packet transmitted by the other roadside communication device 2.

図3(c)は、車載通信機3の送信禁止期間の一例を示す図である。図3(c)では、全てのタイムスロット30がいずれかの路側通信機2に割り当てられている場合の送信禁止期間を示している。
上述のように、路側通信機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間が、車載通信機3によるキャリアセンス方式の無線送信用として割り当てられる。つまり、全てのタイムスロット30が路側通信機2に割り当てられている図3(c)の場合、各タイムスロット30に対応する期間が送信禁止期間となっている。
車載通信機3は、これら送信禁止期間以外の期間において、キャリアセンス方式で無線送信を行う。
FIG. 3C is a diagram showing an example of a transmission prohibition period of the in-vehicle communication device 3. FIG. 3C shows a transmission prohibition period when all the time slots 30 are assigned to any of the roadside communication devices 2.
As described above, the period other than the time slot 30 allocated to the roadside communication device 2 is allocated for the carrier sense type wireless transmission by the vehicle-mounted communication device 3. That is, in the case of FIG. 3C in which all the time slots 30 are assigned to the roadside communication device 2, the period corresponding to each time slot 30 is the transmission prohibition period.
The in-vehicle communication device 3 performs wireless transmission by a carrier sense method in a period other than these transmission prohibition periods.

なお、上述したように、路側通信機2に割り当てられているタイムスロット30以外の期間が車載通信機3の無線送信用の期間として割り当てられるので、タイムスロット30の内、いずれの路側通信機2にも割り当てられず、使用されていないタイムスロット30があれば、その期間については車載通信機3の無線送信に割り当てられる。 As described above, since the period other than the time slot 30 assigned to the roadside communication device 2 is allocated as the period for wireless transmission of the in-vehicle communication device 3, any of the roadside communication devices 2 in the time slot 30 If there is an unused time slot 30, it is allocated to the wireless transmission of the in-vehicle communication device 3 for that period.

図4は、路側通信機2が送信する通信パケットの一例を示す図である。
この通信パケットは、路側通信機2が路路間通信又は路車間通信によって他の路側通信機2又は車載通信機3へ向けて各種情報を格納し送信するためのものである。通信パケットは、アプリケーションデータをパケット化することによって生成される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a communication packet transmitted by the roadside communication device 2.
This communication packet is for the roadside communication device 2 to store and transmit various information to another roadside communication device 2 or an in-vehicle communication device 3 by road-to-road communication or road-to-vehicle communication. Communication packets are generated by packetizing application data.

通信パケットは、最前部及び最後部に通信ヘッダ及び通信フッタを有するとともに、通信ヘッダと通信フッタとの間に、セキュリティヘッダ、データ領域、及びセキュリティフッタを有している。データ領域は、セキュリティヘッダとセキュリティフッタとの間に設けられている。 The communication packet has a communication header and a communication footer at the front and rear portions, and has a security header, a data area, and a security footer between the communication header and the communication footer. The data area is provided between the security header and the security footer.

データ領域には、主として、路側通信機2のアプリケーションが生成した路路間通信情報や路車間通信情報といったアプリケーションデータが格納される。
路車間通信に用いる通信パケットの場合、データ領域には、車載通信機3に向けたサービスに関する情報がアプリケーションデータとして格納される。
また、路路間通信に用いる通信パケットの場合、データ領域には、路路間通信において共有されるサービスに関する情報や、設備の保守に関する情報等がアプリケーションデータとして格納される。
The data area mainly stores application data such as road-to-road communication information and road-to-vehicle communication information generated by the application of the roadside communication device 2.
In the case of a communication packet used for road-to-vehicle communication, information about a service for the in-vehicle communication device 3 is stored as application data in the data area.
Further, in the case of a communication packet used for road-to-road communication, information on services shared in road-to-road communication, information on equipment maintenance, and the like are stored as application data in the data area.

データ領域がアプリケーションデータを格納するフィールドであるのに対して、通信ヘッダ、セキュリティヘッダ、セキュリティフッタ、及び通信フッタは、無線通信のために必要な制御データを格納する制御フィールドを構成している。 While the data area is a field for storing application data, the communication header, security header, security footer, and communication footer constitute a control field for storing control data necessary for wireless communication.

通信ヘッダには、路側通信機2に対して送信期間として割り当てられているタイムスロットに関する送信設定値情報等が格納されている。送信設定値情報は、無線フレームにおいて路側通信機2の送信タイミングを示している情報である。 In the communication header, transmission setting value information and the like related to the time slot assigned as the transmission period to the roadside communication device 2 are stored. The transmission set value information is information indicating the transmission timing of the roadside communication device 2 in the wireless frame.

セキュリティヘッダには、自機である路側通信機2の機器IDや、無線通信の暗号化に用いられる通信鍵(共通鍵)の鍵ID、送信日時情報等が格納されている。 The security header stores the device ID of the roadside communication device 2 which is the own device, the key ID of the communication key (common key) used for encrypting wireless communication, the transmission date / time information, and the like.

機器IDは、当該通信パケットの送信元である通信機固有の識別情報である。
鍵IDは、通信鍵を識別し選択するための情報である。通信鍵は、路路間通信及び路車間通信といった通信種別に応じて異なる鍵が用いられる。よって、通信鍵の鍵IDを参照することで、通信パケットの通信種別(送信カテゴリ)を判定することができる。
送信日時情報は、送信元である路側通信機2が当該通信パケットを送信するときの送信日時を示す情報である。
The device ID is identification information unique to the communication device that is the source of the communication packet.
The key ID is information for identifying and selecting a communication key. As the communication key, different keys are used depending on the communication type such as road-to-road communication and road-to-vehicle communication. Therefore, the communication type (transmission category) of the communication packet can be determined by referring to the key ID of the communication key.
The transmission date / time information is information indicating the transmission date / time when the roadside communication device 2 which is the transmission source transmits the communication packet.

セキュリティフッタには、メッセージの改ざんを検出しメッセージの安全性を保証するためのMAC(Message Authentication Code)等が格納される。
また、機器IDとして、路側通信機や、一般車両の車載通信機、優先車両の車載通信機等、当該パケットの送信元である通信機の種別情報が格納されることがある。
The security footer stores a MAC (Message Authentication Code) or the like for detecting falsification of a message and guaranteeing the safety of the message.
Further, as the device ID, type information of a communication device that is a transmission source of the packet, such as a roadside communication device, an in-vehicle communication device of a general vehicle, or an in-vehicle communication device of a priority vehicle, may be stored.

通信パケット(セキュリティヘッダ)に格納される送信日時情報は、当該通信パケットを受信する通信機(路側通信機2及び車載通信機3)によって、当該通信パケットがリプレイ攻撃目的のパケットであるか否かの判定に用いられる。 The transmission date / time information stored in the communication packet (security header) is whether or not the communication packet is a packet for replay attack purpose by the communication device (roadside communication device 2 and in-vehicle communication device 3) that receives the communication packet. It is used to judge.

図5は、非特許文献1の標準規格に示されているプロトコルスタックに、非特許文献2のガイドラインに示す拡張層(Extended Layer)ELを加えたものを示している。
非特許文献1に規定されるプロトコルスタックは、レイヤ1(L1,物理層:Physical Layer)、レイヤ2(L2,データリンク層:Data Link Layer)、車車間・路車間共用通信制御情報層(IVC-RVC層:Inter-Vehicle Communication - Road to Vehicle Communication Layer)及びレイヤ7(L7,アプリケーション層:Application Layer)の4構造である。各層及びアプリケーションAPは、システム管理のための情報を有するシステム管理にアクセスすることができる。
FIG. 5 shows the protocol stack shown in the standard of Non-Patent Document 1 plus the extended layer EL shown in the guideline of Non-Patent Document 2.
The protocol stack defined in Non-Patent Document 1 includes layer 1 (L1, physical layer: Physical Layer), layer 2 (L2, data link layer: Data Link Layer), and vehicle-to-vehicle / road-to-vehicle shared communication control information layer (IVC). -RVC layer: Inter-Vehicle Communication-Road to Physical Communication Layer) and Layer 7 (L7, application layer: Application Layer). Each tier and application AP can access system management with information for system management.

レイヤ1は、IEEE802.11において規定される物理層に準拠して動作する。
レイヤ2は、MAC副層(Medium Access Control sublayer)と、LLC副層(Logical Link Control sublayer)と、から構成される。MAC副層は、無線チャネルの通信管理として、フレーム制御及び同報通信(ブロードキャスト)を行う。LLC副層は、上位層のエンティティ間でパケット伝送を行うために、確認なしコネクションレス型通信のサービスを提供する。
Layer 1 operates in accordance with the physical layer specified in 802.11.
Layer 2 is composed of a MAC sub-layer (Medium Access Control sublayer) and an LLC sub-layer (Logical Link Control sublayer). The MAC sub-layer performs frame control and broadcast communication as communication management of the wireless channel. The LLC sub-layer provides a connectionless communication service without confirmation in order to perform packet transmission between higher-level entities.

車車間・路車間共用通信制御情報層(IVC-RVC層)は、車車間・路車間共用通信制御に必要な情報の生成と管理を行う。
より具体的に、IVC-RVC層は、送信元の識別情報や、同期制御情報、通信パケットを送信する際の無線フレームにおけるタイムスロットの期間長に関する送信設定値に関する情報(送信設定値情報)をアプリケーションデータに付加する。
The vehicle-to-vehicle / road-to-vehicle shared communication control information layer (IVC-RVC layer) generates and manages information necessary for vehicle-to-vehicle / road-to-vehicle shared communication control.
More specifically, the IVC-RVC layer provides source identification information, synchronization control information, and information regarding transmission setting values (transmission setting value information) regarding the period length of the time slot in the wireless frame when transmitting a communication packet. Add to application data.

レイヤ7は、アプリケーションAPに対して通信制御手段を提供するためのものである。
アプリケーションAPは、車両情報や、サービス支援情報、信号情報などのアプリケーションデータに対する処理を行う機能を有している。アプリケーションAPは、他の通信機に送信するアプリケーションデータをレイヤ7に与えるとともに、受信した通信パケットに格納されていたアプリケーションデータをレイヤ7から取得する。
Layer 7 is for providing a communication control means to the application AP.
The application AP has a function of processing application data such as vehicle information, service support information, and signal information. The application AP gives the application data to be transmitted to another communication device to the layer 7, and acquires the application data stored in the received communication packet from the layer 7.

拡張層ELは、レイヤ7の上位層として存在し、アプリケーションAPとレイヤ7との間の通信機能を拡張するためのものである。
拡張層ELは、レイヤ7とともに、セキュリティ管理SECにアクセスすることができる。
The expansion layer EL exists as an upper layer of the layer 7, and is for expanding the communication function between the application AP and the layer 7.
The extended layer EL can access the security management SEC together with the layer 7.

セキュリティ管理SECは、通信パケットのセキュリティに関する処理を行う。
受信側の通信機2,3の拡張層ELには、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタが付加されるとともに暗号化されたアプリケーションデータが、下位レイヤ(レイヤ7)から与えられる。アプリケーションデータが与えられると、拡張層ELは、このアプリケーションデータをセキュリティ管理SECに与える。セキュリティ管理SECは、与えられたアプリケーションデータに対して復号等のセキュリティ処理を行う。セキュリティ管理SECは、セキュリティ処理を施したアプリケーションデータを拡張層ELに与える。拡張層ELは、このアプリケーションデータをアプリケーションAPに与える。
Security management The SEC performs processing related to the security of communication packets.
A security header and a security footer are added to the expansion layer EL of the communication devices 2 and 3 on the receiving side, and encrypted application data is given from the lower layer (layer 7). Given the application data, the extension layer EL gives the application data to the security management SEC. Security management SEC performs security processing such as decryption on the given application data. The security management SEC provides the application data to which security processing has been performed to the extended layer EL. The expansion layer EL gives this application data to the application AP.

また、送信側の通信機2,3の拡張層ELは、アプリケーションAPからアプリケーションデータが与えられると、このアプリケーションデータをセキュリティ管理SECに与える。
セキュリティ管理SECは、与えられたアプリケーションデータに対して暗号化等のセキュリティ処理を行う。
さらに、セキュリティ管理SECは、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタをアプリケーションデータに付加する(図4)。つまり、セキュリティ管理SECは、機器ID、鍵ID、及び送信日時情報を通信パケットに付加する。
Further, when the application data is given from the application AP, the expansion layer ELs of the communication devices 2 and 3 on the transmitting side give the application data to the security management SEC.
Security management SEC performs security processing such as encryption on the given application data.
Further, the security management SEC adds a security header and a security footer to the application data (FIG. 4). That is, the security management SEC adds the device ID, the key ID, and the transmission date / time information to the communication packet.

セキュリティ管理SECは、例えば、アプリケーションデータが与えられると、送信日時情報を付加する。セキュリティ管理SECは、送信日時情報を付加する直前に自機において計時される時刻を送信日時情報として生成する。セキュリティ管理SECは、生成した送信日時情報をアプリケーションデータに付加する。 The security management SEC, for example, adds transmission date / time information when application data is given. The security management SEC generates the time measured by the own machine as the transmission date / time information immediately before adding the transmission date / time information. The security management SEC adds the generated transmission date / time information to the application data.

セキュリティ管理SECは、暗号化等のセキュリティ処理を施したアプリケーションデータを拡張層ELに与える。その後、拡張層ELは、送信に必要な処理をアプリケーションデータに対して行うとともに、処理後のアプリケーションデータを下位レイヤ(レイヤ7)に与える。
次いでアプリケーションデータは、IVC-RVC層に与えられ、IVC-RVC層によって送信設定値情報が通信ヘッダに付加される。その後、アプリケーションデータは、レイヤ2に与えられてパケット化され、通信パケットとされる。さらに、この通信パケットは、レイヤ1に与えられて無線送信される。
Security management SEC provides application data that has undergone security processing such as encryption to the extended layer EL. After that, the expansion layer EL performs the processing necessary for transmission on the application data, and gives the processed application data to the lower layer (layer 7).
Next, the application data is given to the IVC-RVC layer, and the transmission setting value information is added to the communication header by the IVC-RVC layer. After that, the application data is given to layer 2 and packetized to be a communication packet. Further, this communication packet is given to layer 1 and wirelessly transmitted.

図5に示す拡張層EL、レイヤ7、IVC-RVC層、レイヤ2、アプリケーションAP、セキュリティ管理SEC、及びシステム管理に相当する機能は、路側通信機2の通信処理装置23及び車載通信機3の通信処理装置29によって実現される。また、レイヤ1の機能は、路側通信機2の無線通信部21及び車載通信機3の無線通信部28によって実現される。 The functions corresponding to the expansion layer EL, layer 7, IVC-RVC layer, layer 2, application AP, security management SEC, and system management shown in FIG. 5 are the communication processing device 23 and the in-vehicle communication device 3 of the roadside communication device 2. It is realized by the communication processing device 29. Further, the function of layer 1 is realized by the wireless communication unit 21 of the roadside communication device 2 and the wireless communication unit 28 of the vehicle-mounted communication device 3.

なお、通信処理装置23の内、図5中、アプリケーションAPに相当する機能を「アプリケーション部31」といい、図5中、アプリケーションAPよりも下位の機能(拡張層EL、レイヤ7、IVC-RVC層、レイヤ2、セキュリティ管理SEC、及びシステム管理)を「通信処理部32」という。 Of the communication processing devices 23, the function corresponding to the application AP in FIG. 5 is referred to as an "application unit 31", and in FIG. 5, a function lower than the application AP (extended layer EL, layer 7, IVC-RVC). Layer, layer 2, security management SEC, and system management) are referred to as "communication processing unit 32".

〔判定処理について〕
図6は、路側通信機2の通信処理装置23が有している機能の一部を示したブロック図である。
通信処理装置23は、上述のアプリケーション部31と、通信処理部32とを備えている。また、通信処理部32は、判定部36と、記憶部38とを機能的に備えている。
[About judgment processing]
FIG. 6 is a block diagram showing a part of the functions possessed by the communication processing device 23 of the roadside communication device 2.
The communication processing device 23 includes the above-mentioned application unit 31 and a communication processing unit 32. Further, the communication processing unit 32 functionally includes a determination unit 36 and a storage unit 38.

判定部36は、自路側通信機2が受信した通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かを判定するための判定処理を実行する機能を有している。
記憶部38は、自路側通信機2が受信した通信パケットの受信記録を登録するための受信記録テーブルを記憶している。この受信記録テーブルは、判定部36により行われるリプレイ攻撃の判定処理に用いられる。
The determination unit 36 has a function of executing a determination process for determining whether or not the communication packet received by the own road side communication device 2 is a replay attack.
The storage unit 38 stores a reception record table for registering a reception record of a communication packet received by the own roadside communication device 2. This reception record table is used for the determination process of the replay attack performed by the determination unit 36.

受信記録テーブルは、受信した通信パケットの送信日時情報を通信種別ごとに登録するためのテーブルである。受信記録テーブルには、受信した通信パケットに付加されている送信元の機器IDと、送信日時情報とが対応付けられ、通信種別ごとに登録されている。 The reception record table is a table for registering the transmission date / time information of the received communication packet for each communication type. In the reception record table, the device ID of the transmission source added to the received communication packet and the transmission date / time information are associated with each other and registered for each communication type.

判定部36は、通信パケットを受信するごとに、受信した通信パケットのセキュリティヘッダに格納されている通信鍵の鍵IDと、送信元の機器IDと、送信日時情報とを参照し、以下に述べる判定処理を実行するとともに、判定の結果に応じて機器ID及び送信日時情報を受信記録テーブルに登録する。 Each time the determination unit 36 receives a communication packet, the determination unit 36 refers to the key ID of the communication key stored in the security header of the received communication packet, the device ID of the transmission source, and the transmission date / time information, and describes the following. The determination process is executed, and the device ID and transmission date / time information are registered in the reception record table according to the determination result.

図7は、判定部36が行う判定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、判定部36は、通信パケットを受信したか否かを判定する(ステップS1)。通信パケットを受信していないと判定すると、判定部36は、再度ステップS1に戻る。これにより、判定部36は、通信パケットを受信するまで、ステップS1の判定を繰り返す。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the determination process performed by the determination unit 36.
First, the determination unit 36 determines whether or not a communication packet has been received (step S1). If it is determined that the communication packet has not been received, the determination unit 36 returns to step S1 again. As a result, the determination unit 36 repeats the determination in step S1 until the communication packet is received.

ステップS1において通信パケットを受信したと判定すると、判定部36は、受信した通信パケット(受信パケット)に付加されている鍵IDと、送信元の機器IDと、送信日時情報とを参照する。
さらに判定部36は、受信した通信パケットが路路間通信パケットであるか否かを判定する(ステップS2)。
判定部36は、受信した通信パケットの通信鍵の鍵IDを参照することで、路路間通信パケットか否かを判定する。
When it is determined that the communication packet has been received in step S1, the determination unit 36 refers to the key ID attached to the received communication packet (received packet), the device ID of the transmission source, and the transmission date / time information.
Further, the determination unit 36 determines whether or not the received communication packet is an inter-road communication packet (step S2).
The determination unit 36 determines whether or not the packet is an inter-road communication packet by referring to the key ID of the communication key of the received communication packet.

上述したように通信鍵は、通信種別(路路間通信及び路車間通信)に応じて異なる鍵が用いられる。つまり、この通信鍵の鍵IDは、通信パケットが路路間通信パケットであることを判別するための情報を構成している。
判定部36は、予め通信種別と鍵IDとを対応付けて記憶している。このため、判定部36は、通信鍵の鍵IDを参照することで、通信パケットの通信種別を判定することができる。
As described above, different keys are used as the communication keys depending on the communication type (road-to-road communication and road-to-vehicle communication). That is, the key ID of this communication key constitutes information for determining that the communication packet is an inter-road communication packet.
The determination unit 36 stores the communication type and the key ID in association with each other in advance. Therefore, the determination unit 36 can determine the communication type of the communication packet by referring to the key ID of the communication key.

ステップS2において受信した通信パケットが路路間通信パケットでないと判定すると、判定部36は、ステップS1に戻る。よって、受信した通信パケットが路車間通信パケットである場合、判定部36はリプレイ攻撃か否かの判定を行わず、次の通信パケットの受信を待つ(ステップS1)。 If it is determined that the communication packet received in step S2 is not an inter-road communication packet, the determination unit 36 returns to step S1. Therefore, when the received communication packet is a road-to-vehicle communication packet, the determination unit 36 does not determine whether or not it is a replay attack, and waits for the reception of the next communication packet (step S1).

ステップS2において受信した通信パケットが路路間通信パケットであると判定すると、判定部36は、受信した通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定を行う。
すなわち、受信した通信パケットが路路間通信パケットであると判定すると、判定部36は、ステップS3に進み、記憶部38に記憶された受信記録テーブルを参照し、路路間通信パケットの受信記録の中に、受信した通信パケットの機器IDと同じ機器IDが有るか否かを判定する(ステップS3)。
When it is determined that the communication packet received in step S2 is an inter-road communication packet, the determination unit 36 determines whether or not the received communication packet is a replay attack.
That is, when it is determined that the received communication packet is an inter-road communication packet, the determination unit 36 proceeds to step S3, refers to the reception recording table stored in the storage unit 38, and records the reception of the inter-road communication packet. It is determined whether or not there is the same device ID as the device ID of the received communication packet in the device (step S3).

ステップS3において路路間通信パケットの受信記録の中に、受信した通信パケットの機器IDと同じ機器IDが有ると判定する場合、判定部36は、受信記録テーブルに登録された過去の送信日時情報と、今回受信した通信パケットに付加されていた送信日時情報とを比較する(ステップS4)。 When it is determined in step S3 that the received record of the inter-road communication packet contains the same device ID as the device ID of the received communication packet, the determination unit 36 determines the past transmission date and time information registered in the reception record table. And the transmission date and time information added to the communication packet received this time are compared (step S4).

つまり、判定部36は、リプレイ攻撃の判定を行うために受信した通信パケットの送信日時情報と比較される参照すべき送信日時情報(参照日時情報)として、路路間通信パケットの受信記録の中に存在する受信した通信パケットの機器IDと同じ機器IDに対応付けて登録されている過去の送信日時情報を定め、比較する(ステップS2、ステップS4)。
また、判定部36は、前記参照日時情報を、受信した通信パケットに含まれている、当該通信パケットが路路間通信パケットか路車間通信パケットかを判別するための判別情報としての通信鍵の鍵IDを用いて定める。
That is, the determination unit 36 is included in the reception record of the inter-road communication packet as the transmission date / time information (reference date / time information) to be referred to, which is compared with the transmission date / time information of the communication packet received to determine the replay attack. The past transmission date and time information registered in association with the device ID of the received communication packet existing in is determined and compared (step S2, step S4).
Further, the determination unit 36 determines that the reference date / time information is included in the received communication packet and is a communication key as discrimination information for determining whether the communication packet is a road-to-road communication packet or a road-to-vehicle communication packet. Determined using the key ID.

ステップS4において判定部36は、過去の送信日時情報に対して、今回受信した通信パケットの送信日時情報が示す時刻が進んでいない場合、比較結果が妥当でないと判定する。なお、過去の送信日時情報に対して、今回受信した通信パケットの送信日時情報が示す時刻が進んでいない場合とは、今回受信した通信パケットの送信日時情報が示す時刻が、過去の送信日時情報が示す時刻と同一又はより過去を示している場合をいう。
上記の場合、今回受信した通信パケットは、リプレイ攻撃の可能性が高い。よって、判定部36は、今回受信した通信パケットをリプレイ攻撃と判定する。
In step S4, the determination unit 36 determines that the comparison result is not valid when the time indicated by the transmission date / time information of the communication packet received this time does not advance with respect to the past transmission date / time information. When the time indicated by the transmission date / time information of the communication packet received this time does not advance with respect to the past transmission date / time information, the time indicated by the transmission date / time information of the communication packet received this time is the past transmission date / time information. Refers to the case where the time is the same as or more past than the time indicated by.
In the above case, the communication packet received this time has a high possibility of a replay attack. Therefore, the determination unit 36 determines that the communication packet received this time is a replay attack.

また、判定部36は、今回受信した通信パケットの送信日時情報が示す時刻が過去の送信日時情報が示す時刻に対して進んでいる場合、比較結果が妥当であると判定する。
この場合、今回受信した通信パケットは、リプレイ攻撃の可能性が低い。よって、判定部36は、今回受信した通信パケットをリプレイ攻撃ではないと判定する。
Further, the determination unit 36 determines that the comparison result is appropriate when the time indicated by the transmission date / time information of the communication packet received this time is ahead of the time indicated by the past transmission date / time information.
In this case, the communication packet received this time is unlikely to be a replay attack. Therefore, the determination unit 36 determines that the communication packet received this time is not a replay attack.

ステップS4を終えてステップS5に進み、ステップS4における比較結果が妥当であると判定する場合、判定部36は、今回受信した通信パケットがリプレイ攻撃でないと判定する。よってこの場合、判定部36は、今回受信した通信パケットに格納されている路路間通信情報(アプリケーションデータ)が通信処理部32からアプリケーション部31に与えられるように制御する。これにより、通信パケットに格納されている路路間通信情報はアプリケーション部31によって処理される(ステップS6)。 When step S4 is completed and the process proceeds to step S5 and it is determined that the comparison result in step S4 is appropriate, the determination unit 36 determines that the communication packet received this time is not a replay attack. Therefore, in this case, the determination unit 36 controls so that the road-to-road communication information (application data) stored in the communication packet received this time is given from the communication processing unit 32 to the application unit 31. As a result, the road-to-road communication information stored in the communication packet is processed by the application unit 31 (step S6).

次いで、判定部36は、今回受信した送信元の機器IDと、送信日時情報とによって受信記録テーブルを更新し(ステップS7)、今回受信した通信パケットの送信日時情報を登録する。その後判定部36は、ステップS1に戻る。これにより、判定部36は、今回受信した通信パケットの情報に基づいて、次回同じ機器IDの通信パケットを受信したときの判定処理を行うことができる。 Next, the determination unit 36 updates the reception record table with the device ID of the transmission source received this time and the transmission date / time information (step S7), and registers the transmission date / time information of the communication packet received this time. After that, the determination unit 36 returns to step S1. As a result, the determination unit 36 can perform determination processing when the communication packet of the same device ID is received next time based on the information of the communication packet received this time.

また、ステップS3において路路間通信パケットの受信記録の中に、受信した通信パケットの機器IDと同じ機器IDがないと判定する場合においても、判定部36は、ステップS6に進み、通信処理部32に、通信パケットに格納されている路路間通信情報の処理を実行させ(ステップS6)、今回受信した送信元の機器IDと、送信日時情報とを受信記録テーブルに登録し(ステップS7)、ステップS1に戻る。 Further, even when it is determined in step S3 that the device ID of the received communication packet is not the same as the device ID in the reception record of the inter-road communication packet, the determination unit 36 proceeds to step S6 and proceeds to the communication processing unit. In 32, the processing of the inter-road communication information stored in the communication packet is executed (step S6), and the device ID of the transmission source received this time and the transmission date / time information are registered in the reception record table (step S7). , Return to step S1.

一方、ステップS5において、ステップS4における比較結果が妥当でないと判定する場合、判定部36は、今回受信した通信パケットがリプレイ攻撃と判定する。よって、判定部36は、今回受信した通信パケットをアプリケーション部31に与えず、破棄し(ステップS8)、ステップS1に戻る。よって、今回受信した通信パケットに含まれるアプリケーションデータは、アプリケーション部31によって処理されない。 On the other hand, if it is determined in step S5 that the comparison result in step S4 is not valid, the determination unit 36 determines that the communication packet received this time is a replay attack. Therefore, the determination unit 36 does not give the communication packet received this time to the application unit 31, discards it (step S8), and returns to step S1. Therefore, the application data included in the communication packet received this time is not processed by the application unit 31.

〔路側通信機による通信パケットの送信〕
図8は、路側通信機2が通信パケットを送信する際の通信処理を示す図である。図中横軸は時間を示している。図8は、送信側の路側通信機2から受信側の路側通信機2へ通信パケットを送信する際の処理を示している。
図8中、縦軸方向は、送信側の路側通信機2における処理を示しており、処理に沿って行われる上位層から下位層へのデータの受け渡しの態様を示している。図8では、上段にアプリケーション部31(アプリ)、下段に通信処理部32を示している。
[Transmission of communication packets by roadside communication device]
FIG. 8 is a diagram showing communication processing when the roadside communication device 2 transmits a communication packet. The horizontal axis in the figure indicates time. FIG. 8 shows a process for transmitting a communication packet from the roadside communication device 2 on the transmitting side to the roadside communication device 2 on the receiving side.
In FIG. 8, the vertical direction indicates the processing in the roadside communication device 2 on the transmitting side, and shows the mode of data transfer from the upper layer to the lower layer performed along the processing. In FIG. 8, the application unit 31 (application) is shown in the upper row, and the communication processing unit 32 is shown in the lower row.

図8中、アプリケーション部31は、路車間通信データ(ハッチング無し)と、路路間通信データ(ハッチング有り)の2種類のアプリケーションデータを生成する。
また、アプリケーション部31及び通信処理部32は、例えば、所定の制御周期に従ってアプリケーションデータに対する処理を行うように構成されている。この制御周期は、例えば、本システムの無線フレームの期間に対応している。
In FIG. 8, the application unit 31 generates two types of application data, road-to-vehicle communication data (without hatching) and road-to-road communication data (with hatching).
Further, the application unit 31 and the communication processing unit 32 are configured to perform processing on application data according to, for example, a predetermined control cycle. This control cycle corresponds, for example, to the period of the radio frame of the system.

ここで、図8中、アプリケーション部31の段の左端に位置している路車間通信データ1に着目する。この路車間通信データ1は、アプリケーション部31にて生成されると、通信処理部32に与えられる。
路車間通信データ1が与えられた通信処理部32は、セキュリティ処理等の無線送信に必要な処理を開始する。この無線送信に必要な処理は、拡張層ELやレイヤ7、IVC-RVC層、セキュリティ管理SEC、システム管理によって行われる。
無線送信に必要な処理には、路車間通信データ1に送信日時を示す情報である送信日時情報を付加する処理が含まれている。
通信処理部32は、この無線送信に必要な処理を制御周期1内で終える。なお、図8中、通信処理部の段は、上段が無線送信に必要な処理(セキュリティ等)、下段がMAC副層における処理(MAC)と2つに分かれており、さらに無線送信に必要な処理の段は、上段が処理の開始、下段が処理の終了の2つに分かれている。
Here, in FIG. 8, attention is paid to the road-to-vehicle communication data 1 located at the left end of the stage of the application unit 31. When the road-to-vehicle communication data 1 is generated by the application unit 31, it is given to the communication processing unit 32.
The communication processing unit 32 to which the road-to-vehicle communication data 1 is given starts processing necessary for wireless transmission such as security processing. The processing required for this wireless transmission is performed by the extended layer EL, the layer 7, the IVC-RVC layer, the security management SEC, and the system management.
The process required for wireless transmission includes a process of adding transmission date / time information, which is information indicating the transmission date / time, to the road-to-vehicle communication data 1.
The communication processing unit 32 finishes the processing required for this wireless transmission within the control cycle 1. In FIG. 8, the upper stage of the communication processing unit is divided into two, the upper stage is the processing required for wireless transmission (security, etc.), and the lower stage is the processing (MAC) in the MAC sublayer, which is further required for wireless transmission. The processing stage is divided into two, the upper stage is the start of processing and the lower stage is the end of processing.

無線送信に必要な処理が終了すると、通信処理部32のMAC副層は、路車間通信データ1をパケット化する。なお、路車間通信データ1には送信日時情報が付加されているので、この通信パケットには、路車間通信データ及び送信日時情報が格納されている。
また、通信処理部32のMAC副層は、IVC-RVC層により通信ヘッダに付加される路車間通信データ1の送信設定値情報を参照する。
MAC副層は、参照した送信設定値情報に基づいて、通信パケットの送信制御を行う。
When the processing required for wireless transmission is completed, the MAC sub-layer of the communication processing unit 32 packetizes the road-to-vehicle communication data 1. Since the transmission date / time information is added to the road-to-vehicle communication data 1, the road-to-vehicle communication data and the transmission date / time information are stored in this communication packet.
Further, the MAC sub-layer of the communication processing unit 32 refers to the transmission setting value information of the road-to-vehicle communication data 1 added to the communication header by the IVC-RVC layer.
The MAC sub-layer controls the transmission of communication packets based on the referenced transmission setting value information.

通信処理部32のMAC副層は、路車間通信データ1をパケット化した路車間通信パケットに対して、送信設定値情報等によって特定される所定のタイムスロットを割り当て、割り当てたタイムスロットで送信されるように通信パケットをレイヤ1に与える。 The MAC sub-layer of the communication processing unit 32 assigns a predetermined time slot specified by transmission setting value information or the like to a road-to-vehicle communication packet in which the road-to-vehicle communication data 1 is packetized, and transmits the packet in the assigned time slot. The communication packet is given to the layer 1 so as to be.

図8では、一つの無線フレームに、路車間通信データを送信するための路車間通信用タイムスロット301と、路路間通信データを送信するための路路間通信用タイムスロット302とが、それぞれ一つずつ設定されている。
通信処理部32のMAC副層は、路車間通信データ1をパケット化した路車間通信データ1の通信パケットに対して、次の制御周期2に設定された路車間通信用タイムスロット301を割り当て、路車間通信データ1の通信パケットが路車間通信用タイムスロット301で無線送信されるようにレイヤ1に与える。
次いで、通信処理部32のレイヤ1は、路車間通信データ1の通信パケットを、制御周期2の路車間通信用タイムスロット301で無線送信する。
In FIG. 8, the road-to-vehicle communication time slot 301 for transmitting road-to-vehicle communication data and the road-to-road communication time slot 302 for transmitting road-to-road communication data are respectively in one wireless frame. It is set one by one.
The MAC sub-layer of the communication processing unit 32 allocates the road-to-vehicle communication time slot 301 set in the next control cycle 2 to the communication packet of the road-to-vehicle communication data 1 in which the road-to-vehicle communication data 1 is packetized. The communication packet of the road-to-vehicle communication data 1 is given to the layer 1 so as to be wirelessly transmitted in the road-to-vehicle communication time slot 301.
Next, layer 1 of the communication processing unit 32 wirelessly transmits the communication packet of the road-to-vehicle communication data 1 in the road-to-vehicle communication time slot 301 having the control cycle 2.

このように、通信処理部32のMAC副層は、ある制御周期に与えられたアプリケーションデータについては、その制御周期内に無線送信に必要な処理を終えると、次の制御周期に設定されたタイムスロットを用いて無線送信するように構成されている。
よって、ある制御周期に与えられたアプリケーションデータについて無線送信に必要な処理を終えることができず、例えば、次の制御周期内に無線送信に必要な処理が終れば、通信処理部32は、さらに次の制御周期に設定されたタイムスロットを用いて無線送信する。
In this way, when the MAC sub-layer of the communication processing unit 32 finishes the processing required for wireless transmission within the control cycle for the application data given in a certain control cycle, the time set in the next control cycle is set. It is configured to transmit wirelessly using a slot.
Therefore, the processing required for wireless transmission of the application data given in a certain control cycle cannot be completed. For example, if the processing required for wireless transmission is completed within the next control cycle, the communication processing unit 32 further Wireless transmission is performed using the time slot set in the next control cycle.

なお、MAC副層は、同じ通信種別の間のアプリケーションデータについては、原則として上位レイヤから与えられた順番で無線送信する。
よって、MAC副層は、路路間通信の通信パケットの送信については、送信日時情報が付加された路路間通信の通信パケットを上位レイヤから与えられた順番で順次送信する。
また、MAC副層は、路車間通信の通信パケットの送信については、送信日時情報が付加された路車間通信の通信パケットを上位レイヤから与えられた順番で順次送信する。
In principle, the MAC sub-layer wirelessly transmits application data between the same communication types in the order given by the upper layer.
Therefore, regarding the transmission of the communication packet of the inter-road communication, the MAC sub-layer sequentially transmits the communication packet of the inter-road communication to which the transmission date and time information is added in the order given from the upper layer.
Further, regarding the transmission of the communication packet of the road-to-vehicle communication, the MAC sub-layer sequentially transmits the communication packet of the road-to-vehicle communication to which the transmission date / time information is added in the order given from the upper layer.

また、通信処理部32は、上述したように、通信種別に応じて両タイムスロットを使い分ける。通信処理部32は、路車間通信パケットについては路車間通信用タイムスロット301を用いて送信し、路路間通信パケットについては路路間通信用タイムスロット302を用いて送信する。 Further, as described above, the communication processing unit 32 uses both time slots properly according to the communication type. The communication processing unit 32 transmits the road-to-vehicle communication packet using the road-to-vehicle communication time slot 301, and transmits the road-to-road communication packet using the road-to-road communication time slot 302.

ここで、図8中、路車間通信データ1の右隣に位置している路路間通信データ1に着目すると、路路間通信データ1がアプリケーション部31にて生成され、通信処理部32に与えられると、通信処理部32は、制御周期1内において、送信日時情報を付与する等、路路間通信データ1に対して無線送信に必要な処理を開始する。
その後、通信処理部32は、路路間通信データ1に対する無線送信に必要な処理が制御周期1内では終了せず、遅延が生じたことにより制御周期2内で終了したとする。
Here, focusing on the road-to-road communication data 1 located to the right of the road-to-vehicle communication data 1 in FIG. 8, the road-to-road communication data 1 is generated by the application unit 31 and is generated by the communication processing unit 32. When given, the communication processing unit 32 starts processing necessary for wireless transmission with respect to the inter-road communication data 1, such as adding transmission date and time information within the control cycle 1.
After that, it is assumed that the communication processing unit 32 does not end the processing required for wireless transmission for the inter-road communication data 1 within the control cycle 1, but ends within the control cycle 2 due to a delay.

通信処理部32は、無線送信に必要な処理を制御周期2で終えたので、路路間通信データ1が格納された路路間通信データ1の通信パケットを制御周期2のタイムスロットでは送信せず、制御周期3に設定された路路間通信用タイムスロット302を用いて無線送信する。 Since the communication processing unit 32 has completed the processing required for wireless transmission in the control cycle 2, transmit the communication packet of the road-to-road communication data 1 in which the road-to-road communication data 1 is stored in the time slot of the control cycle 2. Instead, wireless transmission is performed using the time slot 302 for inter-road communication set in the control cycle 3.

つまり、路路間通信データ1の通信パケットは、制御周期2の早いタイミングで無線送信に必要な処理が終了し送信可能となったにも関わらす、1無線フレーム以上後に設定されている制御周期3の路路間通信用タイムスロット302が割り当てられる。このため、路路間通信データ1の通信パケットの送信タイミングに遅延が生じる。
このように、通信パケットの無線送信のタイミングは、無線送信に必要な処理が終了するタイミングによっては、制御周期(無線フレーム)単位で遅延することがある。
That is, the communication packet of the road-to-road communication data 1 has a control cycle set after one wireless frame or more, even though the processing required for wireless transmission is completed at an early timing of the control cycle 2 and the communication packet can be transmitted. The time slot 302 for inter-road communication of 3 is assigned. Therefore, a delay occurs in the transmission timing of the communication packet of the inter-road communication data 1.
As described above, the timing of wireless transmission of the communication packet may be delayed in the control cycle (wireless frame) unit depending on the timing at which the processing required for wireless transmission is completed.

一方、制御周期2において生成された路車間通信データ2は、制御周期2内において通信処理部32に与えられ、通信処理部32によって、送信日時情報が付与される等、無線送信に必要な処理が行われる。
図8に示すように、通信処理部32は、路車間通信データ2に対する無線送信に必要な処理を制御周期2内で終えたとする。この場合、通信処理部32は、制御周期3に設定された路車間通信用タイムスロット301を用い、路車間通信データ2が格納された路車間通信データ2の通信パケットを送信する。
On the other hand, the road-to-vehicle communication data 2 generated in the control cycle 2 is given to the communication processing unit 32 in the control cycle 2, and the transmission date / time information is given by the communication processing unit 32, which is necessary for wireless transmission. Is done.
As shown in FIG. 8, it is assumed that the communication processing unit 32 has completed the processing required for wireless transmission of the road-to-vehicle communication data 2 within the control cycle 2. In this case, the communication processing unit 32 uses the road-to-vehicle communication time slot 301 set in the control cycle 3 to transmit the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 in which the road-to-vehicle communication data 2 is stored.

すると、制御周期2において送信日時情報が付加された路車間通信データ2の方が、制御周期1において送信日時情報が付加された路路間通信データ1よりも早いタイミングで送信されることとなる。 Then, the road-to-vehicle communication data 2 to which the transmission date / time information is added in the control cycle 2 is transmitted at an earlier timing than the road-to-road communication data 1 to which the transmission date / time information is added in the control cycle 1. ..

この場合、路車間通信データ2の通信パケットに付加されている送信日時情報は、路路間通信データ1の通信パケットの送信日時情報よりも後で付加されている。よって、路車間通信データ2の通信パケットに付加されている送信日時情報は、路路間通信データ1の通信パケットに付加されている送信日時情報よりも後の時刻を示している。 In this case, the transmission date / time information added to the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 is added after the transmission date / time information of the communication packet of the road-to-road communication data 1. Therefore, the transmission date / time information added to the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 indicates a time after the transmission date / time information added to the communication packet of the road-to-road communication data 1.

ここで、路車間通信データ2の通信パケット及び路路間通信データ1の通信パケットの両方を受信した他の路側通信機2が、路路間通信データ1の通信パケットについてリプレイ攻撃であるか否かについての判定を行う場合、当該他の路側通信機2は、路路間通信データ1の通信パケットがリプレイ攻撃ではないにも関わらず、リプレイ攻撃であると判定してしまうおそれがある。 Here, whether or not another roadside communication device 2 that has received both the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 and the communication packet of the road-to-road communication data 1 is a replay attack on the communication packet of the road-to-road communication data 1. When making a determination as to whether or not, the other roadside communication device 2 may determine that the communication packet of the roadside communication data 1 is a replay attack even though it is not a replay attack.

路側通信機2は、図8中、破線矢印である「比較判定1」が示すように路路間通信データ1の通信パケットを判定するために、路車間通信データ2の通信パケットの送信日時情報を参照することがある。
この場合、同じ路側通信機2から送信された通信パケットにも関わらす、後から送られてきた路路間通信データ1の通信パケットの送信日時情報の方が、先に送られてきた路車間通信データ2の通信パケットの送信日時情報よりも遅れた時刻(過去の時刻)を示しているため、妥当性に欠ける。よって、他の路側通信機2は、路路間通信データ1の通信パケットがリプレイ攻撃ではないにも関わらず、リプレイ攻撃であると判定してしまう。
As shown by the broken line arrow "comparison determination 1" in FIG. 8, the roadside communication device 2 determines the transmission date and time information of the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 in order to determine the communication packet of the road-to-road communication data 1. May be referred to.
In this case, the transmission date and time information of the communication packet of the road-to-road communication data 1 sent later, which is related to the communication packet transmitted from the same roadside communication device 2, is the road-to-vehicle distance sent earlier. Since it indicates a time (past time) later than the transmission date / time information of the communication packet of the communication data 2, it lacks validity. Therefore, the other roadside communication device 2 determines that the communication packet of the roadside communication data 1 is a replay attack even though it is not a replay attack.

これに対して、本実施形態の路側通信機2は、他の路側通信機2からの通信パケットを受信しリプレイ攻撃を判定する際、受信した通信パケットの通信種別も考慮して判定するように構成されている。これによって、適切にリプレイ攻撃の判定を行うことができるように構成されている。 On the other hand, when the roadside communication device 2 of the present embodiment receives a communication packet from another roadside communication device 2 and determines a replay attack, the communication type of the received communication packet is also taken into consideration when making a determination. It is configured. This is configured so that the replay attack can be appropriately determined.

すなわち、本実施形態の路側通信機2は、路路間通信パケット及び路車間通信パケットを受信パケットとして受信する無線通信部21と、受信パケットに含まれている、送信元の通信機を示す識別情報である機器IDと、送信日時情報とに基づいて受信パケットによりリプレイ攻撃されたか否かを判定する判定部36と、を備えている。また、判定部36は、リプレイ攻撃の判定を行うために送信日時情報と比較される参照日時情報を、受信した通信パケットに含まれている、当該通信パケットが路路間通信パケットか路車間通信パケットかを判別するための判別情報である鍵IDを用いて定める。 That is, the roadside communication device 2 of the present embodiment identifies the wireless communication unit 21 that receives the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet as the reception packet, and the communication device of the transmission source included in the reception packet. It includes a device ID that is information, and a determination unit 36 that determines whether or not a replay attack has been made by a received packet based on transmission date and time information. Further, the determination unit 36 includes the reference date / time information to be compared with the transmission date / time information in order to determine the replay attack in the received communication packet, and the communication packet is a road-to-road communication packet or a road-to-vehicle communication. It is determined by using the key ID which is the discrimination information for discriminating whether it is a packet.

上記構成の路側通信機2によれば、判別情報を用いて受信パケットが路路間通信パケットか前記路車間通信パケットかを判別した上で参照日時情報を定め(図7中、ステップS2)、リプレイ攻撃の判定を行うので(図7中、ステップS3からステップS5)、通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かを判定する前に、通信パケットが路路間通信パケット及び路車間通信パケットのいずれであるのかを特定することができる。
よって、判定部36は、通信パケットを判定する際に、同じ通信種別のパケット同士である路路間通信パケット同士で送信日時情報を比較することができる。
According to the roadside communication device 2 having the above configuration, the reference date and time information is determined after discriminating whether the received packet is a road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet using the discrimination information (step S2 in FIG. 7). Since the replay attack is determined (steps S3 to S5 in FIG. 7), the communication packet is either a road-to-road communication packet or a road-to-vehicle communication packet before determining whether or not the communication packet is a replay attack. It is possible to identify whether it is.
Therefore, when determining the communication packet, the determination unit 36 can compare the transmission date and time information between the inter-road communication packets which are packets of the same communication type.

通信処理部32のMAC副層は、上述したように、同じ通信種別の間のアプリケーションデータについては、原則として上位層から与えられた順番で無線送信する。
よって、同じ通信種別同士の通信パケット同士で送信日時情報を比較すれば、同じ通信種別同士の通信パケット内においては、MAC副層は、送信日時情報が示す時刻順に通信パケットを送信する。
As described above, the MAC sub-layer of the communication processing unit 32 wirelessly transmits application data between the same communication types in the order given by the upper layer in principle.
Therefore, if the transmission date and time information is compared between the communication packets of the same communication type, the MAC sublayer transmits the communication packets in the time order indicated by the transmission date and time information in the communication packets of the same communication type.

これにより、仮に路路間通信パケットの送信タイミングに遅延が生じることで、路路間通信パケットと、路車間通信パケットとの間における送信日時情報が示す時刻の関係と、実際の送信タイミングとの関係に齟齬が生じたとしても、判定部36は、路路間通信用通信パケット同士で送信日時を比較する(図7中、ステップS2)。これにより、路路間通信パケットの送信タイミングの遅延に関係なく、適切にリプレイ攻撃の判定を行うことができる。 As a result, if the transmission timing of the road-to-road communication packet is delayed, the relationship between the time relationship indicated by the transmission date and time information between the road-to-road communication packet and the road-to-vehicle communication packet and the actual transmission timing. Even if there is a discrepancy in the relationship, the determination unit 36 compares the transmission date and time between the communication packets for inter-road communication (step S2 in FIG. 7). As a result, the replay attack can be appropriately determined regardless of the delay in the transmission timing of the inter-road communication packet.

例えば、図8において、本実施形態の路側通信機2が各通信パケットを受信したとする。この場合、判定部36は、制御周期3に設定された路路間通信用タイムスロット302で送信された路路間通信データ1の通信パケットの判定については、図8中、破線矢印である「比較判定2」が示すように、直近に送信された路路間通信パケットである、制御周期1で送信された路路間通信データ0の通信パケットの送信日時情報と比較する。
このように、本実施形態の判定部36は、路路間通信パケットの判定において、制御周期3において送信された路車間通信データ2の通信パケットの送信日時情報を用いない。
これにより、路路間通信パケットの送信タイミングに遅延が生じたとしても、正常な通信パケットを誤ってリプレイ攻撃と判定するのを防止でき、適切にリプレイ攻撃の判定を行うことができる。
For example, in FIG. 8, it is assumed that the roadside communication device 2 of the present embodiment receives each communication packet. In this case, the determination unit 36 determines the communication packet of the road-to-road communication data 1 transmitted in the road-to-road communication time slot 302 set in the control cycle 3, which is a broken line arrow in FIG. As shown in "Comparison determination 2", it is compared with the transmission date and time information of the communication packet of the road-to-road communication data 0 transmitted in the control cycle 1, which is the most recently transmitted road-to-road communication packet.
As described above, the determination unit 36 of the present embodiment does not use the transmission date / time information of the communication packet of the road-to-vehicle communication data 2 transmitted in the control cycle 3 in the determination of the road-to-road communication packet.
As a result, even if the transmission timing of the inter-road communication packet is delayed, it is possible to prevent the normal communication packet from being erroneously determined as a replay attack, and it is possible to appropriately determine the replay attack.

上記実施形態において、判別情報として用いる鍵IDは、制御フィールドであるセキュリティヘッダに格納されている。よって、判定部36は、アプリケーションに負荷を与えることなく、鍵IDを取得することができる。 In the above embodiment, the key ID used as the discrimination information is stored in the security header which is a control field. Therefore, the determination unit 36 can acquire the key ID without imposing a load on the application.

なお、上記実施形態では、通信パケットが路路間通信パケットであることを判別するための情報として鍵IDを用いた場合を例示したが、アプリケーションデータが、通信パケットが路路間通信パケットであることを判別するための情報を含んでいる場合、その情報を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the key ID is used as the information for determining that the communication packet is an inter-road communication packet is illustrated, but the application data is that the communication packet is an inter-road communication packet. If it contains information for determining that, that information may be used.

例えば、図9に示すように、データ領域内のアプリケーションデータに通信種別情報や、サービス情報が含まれていることがある。
通信種別情報は、当該通信種別情報を含む通信パケットの通信形態が、車車間通信であるのか、路車間通信であるのか、路路間通信であるのかを識別する情報である。
また、サービス情報は、当該通信パケットに格納されているアプリケーションデータによって提供されるサービスが、どのような通信形態において提供されるサービスであるのかを示す情報であり、通信種別情報と同様に、車車間通信であるのか、路車間通信であるのか、路路間通信であるのかを識別することができる。
For example, as shown in FIG. 9, the application data in the data area may include communication type information and service information.
The communication type information is information that identifies whether the communication form of the communication packet including the communication type information is vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication, or road-to-road communication.
Further, the service information is information indicating in what communication form the service provided by the application data stored in the communication packet is provided, and is the same as the communication type information, the vehicle. It is possible to identify whether it is vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication, or road-to-road communication.

なお、この場合、アプリケーション部31は、アプリケーションデータの中に格納されている上述の通信種別情報及びサービス情報を取得し、判定部36に与える機能を有している。 In this case, the application unit 31 has a function of acquiring the above-mentioned communication type information and service information stored in the application data and giving them to the determination unit 36.

このように、通信パケットが路路間通信パケットであることを判別するための情報としては、鍵IDに代えて、アプリケーションデータに含まれている通信種別情報やサービス情報を用いることもできる。
また、鍵ID、通信種別情報、及びサービス情報の内、少なくとも2つの情報を併用し、判別情報として用いてもよい。
As described above, as the information for determining that the communication packet is an inter-road communication packet, communication type information or service information included in the application data can be used instead of the key ID.
Further, at least two pieces of the key ID, the communication type information, and the service information may be used together and used as the discrimination information.

〔他の実施形態について〕
図10は、他の実施形態に係る路側通信機2の通信処理部32が実行する路路間通信パケットの送信処理を示すフローチャートである。
まず、通信処理部32は、アプリケーション部31からのアプリケーションデータである路路間通信データを取得したか否かを判定する(ステップS11)。
[About other embodiments]
FIG. 10 is a flowchart showing a transmission process of an inter-road communication packet executed by the communication processing unit 32 of the road-side communication device 2 according to another embodiment.
First, the communication processing unit 32 determines whether or not the road-to-road communication data, which is the application data from the application unit 31, has been acquired (step S11).

アプリケーション部31から路路間通信データが与えられていない場合、通信処理部32は、再度ステップS11を繰り返す。
アプリケーション部31からの路路間通信データを取得したと判定すると、通信処理部32は、取得した路路間通信データに送信日時情報を付加し(ステップS12)、無線送信に必要な処理を実行する(ステップS13)。なお、無線送信に必要な処理とは、拡張層ELやレイヤ7、IVC-RVC層、セキュリティ管理SEC、システム管理によって行われる処理である。
無線送信に必要な処理が終了すると、通信処理部32のMAC副層は、路路間通信データをパケット化し、路路間通信パケットを生成する。これにより、路路間通信パケットが送信可能となる。
When the road-to-road communication data is not given from the application unit 31, the communication processing unit 32 repeats step S11 again.
When it is determined that the road-to-road communication data from the application unit 31 has been acquired, the communication processing unit 32 adds transmission date / time information to the acquired road-to-road communication data (step S12), and executes processing necessary for wireless transmission. (Step S13). The processing required for wireless transmission is processing performed by the expansion layer EL, layer 7, IVC-RVC layer, security management SEC, and system management.
When the processing required for wireless transmission is completed, the MAC sub-layer of the communication processing unit 32 packetizes the inter-road communication data and generates an inter-road communication packet. This makes it possible to transmit inter-road communication packets.

さらに通信処理部32は、路路間通信パケットを送信するために割り当てられるタイムスロットが、路路間通信パケットが送信可能となってから少なくとも1無線フレーム以上の期間をおいたタイムスロットであるか否かを判定する(ステップS14)。
つまり、通信処理部32は、路路間通信パケットが送信可能となってから少なくとも1無線フレーム以上の期間をおいてから送信されるように制御されることによって、路路間通信パケットの送信タイミングに遅延が生じるか否かを判定する。
Further, in the communication processing unit 32, is the time slot assigned to transmit the inter-road communication packet a time slot in which at least one radio frame or more has passed since the inter-road communication packet can be transmitted? It is determined whether or not (step S14).
That is, the communication processing unit 32 is controlled so that the inter-road communication packet is transmitted after a period of at least one wireless frame after the inter-road communication packet can be transmitted, so that the transmission timing of the inter-road communication packet Determines if there is a delay in.

なお、ここで生じる路路間通信パケットの送信タイミングの遅延は、上述した実施形態の図8等によって説明した遅延の他、アプリケーション部31から通信処理部32へアプリケーションデータを渡すタイミングで生じる遅延も含む。 In addition to the delay described with reference to FIG. 8 of the above-described embodiment, the delay in the transmission timing of the inter-road communication packet that occurs here also includes the delay that occurs when the application data is passed from the application unit 31 to the communication processing unit 32. include.

ステップS14において路路間通信パケットに割り当てられたタイムスロットが、路路間通信パケットが送信可能となってから少なくとも1無線フレーム以上の期間をおいたタイムスロットでないと判定すると、通信処理部32は、ステップS16に進み、路路間通信パケットをそのまま送信する(ステップS16)。 When it is determined in step S14 that the time slot assigned to the inter-road communication packet is not a time slot within a period of at least one wireless frame after the inter-road communication packet can be transmitted, the communication processing unit 32 determines. , Step S16, and the inter-road communication packet is transmitted as it is (step S16).

一方、ステップS14において路路間通信パケットに割り当てられたタイムスロットが、路路間通信パケットが送信可能となってから少なくとも1無線フレーム以上の期間をおいたタイムスロットであると判定すると、通信処理部32のセキュリティ管理SEC(日時情報設定部)は、路路間通信パケットに付加している送信日時を示す送信日時情報に代えて、他の送信日時情報としての不定値を示す送信日時情報を路路間通信パケットに付加する(ステップS15)。 On the other hand, if it is determined in step S14 that the time slot assigned to the inter-road communication packet is a time slot within a period of at least one wireless frame after the inter-road communication packet can be transmitted, the communication process is performed. The security management SEC (date / time information setting unit) of the unit 32 replaces the transmission date / time information indicating the transmission date / time added to the inter-road communication packet with the transmission date / time information indicating an indefinite value as other transmission date / time information. It is added to the inter-road communication packet (step S15).

なお、ここで不定値とは、日付及び時刻を表すための値以外の値で表される値であり、これを受け取った相手側において日付や時刻と認識することができない値をいう。 Here, the indefinite value is a value represented by a value other than a value for expressing a date and a time, and means a value that cannot be recognized as a date or a time by the other party who receives the value.

その後、通信処理部32は、不定値を示す送信日時情報が付加された路路間通信パケットを送信する(ステップS16)。 After that, the communication processing unit 32 transmits an inter-road communication packet to which transmission date / time information indicating an indefinite value is added (step S16).

ここで、路側通信機2の判定部36は、送信日時情報が不定値である通信パケットについては、リプレイ攻撃と判定せず、処理を行う。
よって、本実施形態の路側通信機2のように、通信パケットの送信タイミングに遅延が生じると、送信日時を示す送信日時情報に代えて不定値を示す送信日時情報を、送信タイミングに遅延が生じた通信パケットに格納するので、送信タイミングに遅延が生じた通信パケットがリプレイ攻撃と判定されることはない。
この結果、送信タイミングに遅延が生じた通信パケットが誤ってリプレイ攻撃と判定されるのを防止することができる。
Here, the determination unit 36 of the roadside communication device 2 processes the communication packet whose transmission date / time information is an indefinite value without determining it as a replay attack.
Therefore, when the transmission timing of the communication packet is delayed as in the roadside communication device 2 of the present embodiment, the transmission date / time information indicating an indefinite value is delayed instead of the transmission date / time information indicating the transmission date / time. Since it is stored in the communication packet, the communication packet whose transmission timing is delayed is not determined to be a replay attack.
As a result, it is possible to prevent a communication packet having a delay in transmission timing from being erroneously determined as a replay attack.

なお、上記実施形態では、ステップS15において、路路間通信パケットに付加している送信日時情報に代えて、不定値を示す送信日時情報を路路間通信パケットに付加した場合を例示したが、自路側通信機2が送信しようとしている路路間通信パケットの過去、好ましくは直前に送信した路路間通信パケット又は路車間通信パケットの送信日時情報の時刻に所定期間を加算した日時を示す日時情報を、送信日時情報として路路間通信パケットに付加してもよい。なお、前記所定期間は、直前に送信したパケットの送信日時情報の時刻に加算しても、現在の時刻よりも進んだ時刻とならない範囲で設定される。 In the above embodiment, the case where the transmission date / time information indicating an indefinite value is added to the road-to-road communication packet instead of the transmission date / time information added to the road-to-road communication packet is illustrated in step S15. A date and time indicating the date and time obtained by adding a predetermined period to the time of the transmission date and time information of the road-to-road communication packet to be transmitted by the own road-side communication device 2 in the past, preferably the transmission date and time information of the road-to-road communication packet or the road-to-vehicle communication packet transmitted immediately before. Information may be added to the inter-road communication packet as transmission date and time information. The predetermined period is set within a range that does not become a time ahead of the current time even if it is added to the time of the transmission date / time information of the packet transmitted immediately before.

〔その他〕
なお、上記各実施形態では、判定部36が路路間通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定を行う場合を例示したが、路側通信機2が受信する他の路側通信機2の路車間通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定を行ってもよい。
この場合、図7中のステップS2において受信した通信パケットが路路間通信パケットでないと判定する場合において、受信した通信パケットがリプレイ攻撃であるか否かの判定を判定部36に行わせてもよい。
ステップS2において受信した通信パケットが路路間通信パケットでないと判定する場合、受信した通信パケットは路車間通信パケットである。よって、判定部36に路車間通信パケットの判定を行わせることができる。
さらにこの場合、図7中のステップS3をステップS2よりも先に実行するように構成してもよい。なお、この場合、ステップS3では、通信パケットが路路間通信及び路車間通信を問わず、受信記録に機器IDが登録されているか否かを判定する。
〔others〕
In each of the above embodiments, the case where the determination unit 36 determines whether or not the inter-road communication packet is a replay attack is exemplified, but the road of another road-side communication device 2 received by the roadside communication device 2 is illustrated. It may be determined whether or not the inter-vehicle communication packet is a replay attack.
In this case, when it is determined that the communication packet received in step S2 in FIG. 7 is not an inter-road communication packet, the determination unit 36 may determine whether or not the received communication packet is a replay attack. good.
When it is determined in step S2 that the received communication packet is not a road-to-road communication packet, the received communication packet is a road-to-vehicle communication packet. Therefore, the determination unit 36 can be made to determine the road-to-vehicle communication packet.
Further, in this case, step S3 in FIG. 7 may be configured to be executed before step S2. In this case, in step S3, it is determined whether or not the device ID is registered in the reception record regardless of whether the communication packet is road-to-road communication or road-to-vehicle communication.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
本開示の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive.
The scope of the present disclosure is expressed by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

1 交通信号機
2 路側通信機
3 車載通信機
4 中央装置
5 車両
6 路側センサ
7 有線通信回線
8 ルータ
20 アンテナ
21 無線通信部
22 有線通信部
23 通信処理装置
27 アンテナ
28 無線通信部
29 通信処理装置
30 タイムスロット
31 アプリケーション部
32 通信処理部
36 判定部
38 記憶部
301 路車間通信用タイムスロット
302 路路間通信用タイムスロット
J1~J12 交差点
1 Traffic signal 2 Roadside communication device 3 In-vehicle communication device 4 Central device 5 Vehicle 6 Roadside sensor 7 Wired communication line 8 Router 20 Antenna 21 Wireless communication unit 22 Wired communication unit 23 Communication processing device 27 Antenna 28 Wireless communication unit 29 Communication processing device 30 Time slot 31 Application unit 32 Communication processing unit 36 Judgment unit 38 Storage unit 301 Road-to-vehicle communication time slot 302 Road-to-road communication time slot J1 to J12 intersection

Claims (4)

リプレイ攻撃されたか否かを送信日時情報に基づいて判定する路側通信機と無線通信を行う無線機であって、
通信パケットに当該通信パケットの送信日時を示す第1送信日時情報を付加する日時情報設定部と、
記通信パケットに対して、所定周期で設けられた送信期間を割り当てて順次送信するように制御する送信制御部と、を備え、
前記日時情報設定部は、前記通信パケットに割り当てられた前記送信期間が、前記送信制御部によって前記通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられている場合、前記第1送信日時情報に代えて、不定値、又は自機が直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す第2送信日時情報を前記通信パケットに付加する
無線機。
A radio that performs wireless communication with a roadside communication device that determines whether or not a replay attack has occurred based on the transmission date and time information.
A date and time information setting unit that adds the first transmission date and time information indicating the transmission date and time of the communication packet to the communication packet, and
The communication packet is provided with a transmission control unit for allocating a transmission period provided at a predetermined cycle and controlling the communication packet to be sequentially transmitted.
When the transmission period allocated to the communication packet is provided at least one cycle after the communication packet can be transmitted by the transmission control unit, the date and time information setting unit may be provided. A radio that adds to the communication packet a second transmission date / time information indicating an indefinite value or a date / time obtained by adding a predetermined period to the transmission date / time of the communication packet transmitted immediately before by the own unit, instead of the first transmission date / time information.
請求項1に記載の無線機を備えた路側通信機。 A roadside communication device provided with the radio device according to claim 1. リプレイ攻撃されたか否かを送信日時情報に基づいて判定する路側通信機と無線通信を行う無線機による通信パケットの送信方法であって、 It is a method of transmitting a communication packet by a radio that performs wireless communication with a roadside communication device that determines whether or not a replay attack has occurred based on the transmission date and time information.
通信パケットに当該通信パケットの送信日時を示す第1送信日時情報を付加する日時情報設定ステップと、 A date and time information setting step for adding the first transmission date and time information indicating the transmission date and time of the communication packet to the communication packet, and
前記通信パケットに対して、所定周期で設けられた送信期間を割り当てて順次送信するように制御する送信制御ステップと、 A transmission control step for allocating a transmission period provided at a predetermined cycle to the communication packet and controlling the communication packet to be sequentially transmitted.
前記通信パケットに割り当てられた前記送信期間が、前記送信制御ステップによって前記通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられている場合、前記第1送信日時情報に代えて、不定値、又は自機が直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す第2送信日時情報を前記通信パケットに付加するステップと、を含む When the transmission period allocated to the communication packet is provided at least one cycle after the communication packet can be transmitted by the transmission control step, the transmission date and time information is replaced with the first transmission date / time information. A step of adding a second transmission date / time information indicating an indefinite value or a date / time obtained by adding a predetermined period to the transmission date / time of the communication packet transmitted immediately before by the own machine is included in the communication packet.
通信パケットの送信方法。How to send communication packets.
リプレイ攻撃されたか否かを送信日時情報に基づいて判定する路側通信機と無線通信を行う無線機による通信パケットの送信をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、 A computer program for causing a computer to transmit a communication packet by a radio that performs wireless communication with a roadside communication device that determines whether or not a replay attack has occurred based on transmission date and time information.
コンピュータに、 On the computer
通信パケットに当該通信パケットの送信日時を示す第1送信日時情報を付加する日時情報設定ステップと、 A date and time information setting step for adding the first transmission date and time information indicating the transmission date and time of the communication packet to the communication packet, and
前記通信パケットに対して、所定周期で設けられた送信期間を割り当てて順次送信するように制御する送信制御ステップと、 A transmission control step for allocating a transmission period provided at a predetermined cycle to the communication packet and controlling the communication packet to be sequentially transmitted.
前記通信パケットに割り当てられた前記送信期間が、前記送信制御ステップによって前記通信パケットが送信可能となってから少なくとも1周期以上の期間をおいて設けられている場合、前記第1送信日時情報に代えて、不定値、又は自機が直前に送信した通信パケットの送信日時に所定期間を加算した日時を示す第2送信日時情報を前記通信パケットに付加するステップと、を実行させる When the transmission period allocated to the communication packet is provided at least one cycle after the communication packet can be transmitted by the transmission control step, the transmission date and time information is replaced with the first transmission date / time information. Then, a step of adding a second transmission date / time information indicating an indefinite value or a date / time obtained by adding a predetermined period to the transmission date / time of the communication packet transmitted immediately before by the own machine to the communication packet is executed.
コンピュータプログラム。Computer program.
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