JP7328419B2 - In-vehicle communication system, in-vehicle communication device, computer program and communication method - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された複数の装置が通信を行う車載通信システム、車載通信装置、コンピュータプログラム及び通信方法に関する。 The present invention relates to an in-vehicle communication system, an in-vehicle communication device, a computer program, and a communication method in which a plurality of devices mounted on a vehicle communicate.
近年、車両の自動運転又は運転補助等の技術が研究開発されており、車両の高機能化が推し進められている。車両の高機能化に伴って、車両に搭載されるECU(Electronic Control Unit)などの装置においては、ハードウェア及びソフトウェアが高機能化及び複雑化している。これに対して、車両システムに不正な装置又はソフトウェアの注入を行うことによって、例えば車両の乗っ取りなどの攻撃が行われ得るという問題がある。車両に対する不正な攻撃を防ぐため、例えば通信の暗号化などの種々の対策が検討されている。 BACKGROUND ART In recent years, technologies such as automatic driving and driving assistance of vehicles have been researched and developed, and advanced functions of vehicles are being promoted. 2. Description of the Related Art As vehicles become more sophisticated, hardware and software in devices such as ECUs (Electronic Control Units) installed in vehicles become more sophisticated and complicated. On the other hand, there is the problem that attacks such as vehicle hijacking can be carried out by injecting unauthorized devices or software into vehicle systems. In order to prevent unauthorized attacks on vehicles, various countermeasures such as communication encryption are being considered.
特許文献1においては、共通のCAN(Controller Area Network)バスに対して複数のECUと監視装置とが接続され、各ECUが認証情報を付した送信フレームをCANバスへ出力し、監視装置がCANバスへ出力されたフレームの認証情報の正否を判定して、認証情報が正しくないと判定したフレームをECUに破棄させる処理を行う通信システムが記載されている。
In
特許文献1に記載の通信システムのように、共通の通信線に接続された各装置がメッセージに認証子等の情報を付して送信することがセキュリティの性能向上に有効である。しかし、車両に搭載される装置の増加及び高機能化等に伴い、装置毎に要求されるセキュリティレベルに差異が生じることが予想される。これまでは、車両内で異なるセキュリティレベルが設定された複数の装置が混在する状況は想定されていなかった。
As in the communication system described in
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、異なるセキュリティレベルが設定された複数の装置が混在することを可能とする車載通信システム、車載通信装置、コンピュータプログラム及び通信方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an in-vehicle communication system and an in-vehicle communication device that enable a plurality of devices with different security levels to coexist. , to provide a computer program and a communication method.
本態様に係る車載通信システムは、共通の通信線に接続される複数の車載通信装置と、前記共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置とを備える車載通信システムであって、前記車載通信装置毎に暗号鍵が定められており、前記車載通信装置は、自身に対して定められた暗号鍵を記憶する第1記憶部と、前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて判定する第1認証子判定部とを有し、前記車載通信制御装置は、各車載通信装置の暗号鍵を記憶する第2記憶部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する暗号鍵を用いて判定する第2認証子判定部と、前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部とを有する。 An in-vehicle communication system according to this aspect includes a plurality of in-vehicle communication devices connected to a common communication line, and an in-vehicle communication control device connected to the common communication line and performing control related to communication of the plurality of in-vehicle communication devices. wherein a cryptographic key is determined for each of the in-vehicle communication devices, and the in-vehicle communication device includes a first storage unit that stores the cryptographic key determined for itself; a first authenticator generating unit for generating an authenticator attached to a message to be transmitted using an encryption key stored in a storage unit; The in-vehicle communication control device includes a second storage unit that stores the encryption key of each in-vehicle communication device, and a second storage unit that stores the encryption key of each in-vehicle communication device. a second authenticator determining unit for determining whether the received authenticator is correct or not by using the corresponding encryption key stored in the second storage unit; and authentication attached to the message received by the second authenticator determining unit. a second authenticator generating unit for generating another authenticator using an encryption key different from the encryption key used to determine the authenticator when the child is determined to be correct; and a relay unit that relays message transmission/reception between in-vehicle communication devices having different security levels by attaching another authenticator generated by the second authenticator generation unit and transmitting the message.
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える車載通信制御装置又は車載通信装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする通信制御方法又は通信方法として実現したり、かかるステップ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として実現したりすることができる。また、車載通信制御装置又は車載通信装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、車載通信制御装置又は車載通信装置を含むその他の装置又はシステムとして実現したりすることができる。 The present application can be realized not only as an in-vehicle communication control device or an in-vehicle communication device having such a characteristic processing unit, but also as a communication control method or a communication method having such characteristic processing as steps. Alternatively, it can be implemented as a computer program for causing a computer to execute such steps. Moreover, it can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the vehicle-mounted communication control device or the vehicle-mounted communication device, or can be realized as another device or system including the vehicle-mounted communication control device or the vehicle-mounted communication device.
上記によれば、異なるセキュリティレベルが設定された複数の装置が混在することが可能となる。 According to the above, it is possible for a plurality of devices with different security levels to coexist.
[本発明の実施の形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する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。
[Description of the embodiment of the present invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. Moreover, at least part of the embodiments described below may be combined arbitrarily.
(1)本態様に係る車載通信システムは、共通の通信線に接続される複数の車載通信装置と、前記共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置とを備える車載通信システムであって、前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、前記車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶する第1記憶部と、前記第1記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定する第1認証子判定部とを有し、前記車載通信制御装置は、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶する第2記憶部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定する第2認証子判定部と、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定した場合に、当該判定にて前記第2認証子判定部が用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う第2通知部とを有する。 (1) An in-vehicle communication system according to this aspect includes a plurality of in-vehicle communication devices connected to a common communication line, and an in-vehicle communication device connected to the common communication line and controlling communication of the plurality of in-vehicle communication devices. and a communication control device, wherein the plurality of on-vehicle communication devices are classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, and the on-vehicle communication device controls its own security. a first storage unit for storing a common key corresponding to a level; a first authenticator generating unit for generating an authenticator attached to a message to be transmitted using the common key stored in the first storage unit; a first authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the common key stored in the first storage unit; a second storage unit that stores a common key; a second authenticator determination unit that determines whether an authenticator attached to a received message is correct using the corresponding common key stored in the second storage unit; An in-vehicle communication device that does not store the common key used by the second authenticator determination unit in the determination when the second authenticator determination unit determines that the authenticator attached to the received message is not correct. and a second notification unit that notifies to.
本態様にあっては、共通の通信線に車載通信制御装置と複数の車載通信装置とが接続される。複数の車載通信装置は、複数のセキュリティレベルに分類され、セキュリティレベル毎に共通鍵が定められる。各車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶しておき、記憶した共通鍵を用いて生成した認証子をメッセージに付して送信すると共に、受信したメッセージに付された認証子の正否を判定する。異なる共通鍵を用いて生成した認証子が付されたメッセージが共通の通信線にて送受信されるため、各車載通信装置は、自身の共通鍵と同じ共通鍵で生成された認証子が付されたメッセージの正否を判定できるが、自身の共通鍵と異なる共通鍵で生成された認証子が付されたメッセージの正否は判定できない。
車載通信制御装置は、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶しておき、受信したメッセージに付された認証子に対応する共通鍵を用いて判定を行う。よって車載通信制御装置は、共通の通信線を介して送受信される全てのメッセージについて、メッセージに付された認証子の正否を判定できる。車載通信制御装置は、正しくない認証子が付されたメッセージを受信した場合、この認証子の判定に用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対する通知を行う。
これにより各車載通信装置は、自身が記憶している共通鍵で認証子の正否を判定できるメッセージについては自身で判定を行い、自身で判定できないメッセージについては車載通信制御装置からの通知を受けることで、共通の通信線に正しくないメッセージが送信されたことを判断できるため、異なるセキュリティレベルの車載通信装置の混在が可能となる。
In this aspect, the vehicle-mounted communication control device and the plurality of vehicle-mounted communication devices are connected to the common communication line. A plurality of in-vehicle communication devices are classified into a plurality of security levels, and a common key is determined for each security level. Each in-vehicle communication device stores a common key corresponding to its own security level, attaches an authenticator generated using the stored common key to a message, transmits the message, and receives an authentication attached to the received message. Judge whether the child is right or wrong. Since messages with authenticators generated using different common keys are sent and received over a common communication line, each in-vehicle communication device is attached with an authenticator generated with the same common key as its own common key. However, it is not possible to judge the correctness of a message attached with an authenticator generated with a common key different from its own common key.
The in-vehicle communication control device stores a common key for each security level, and makes determination using the common key corresponding to the authenticator attached to the received message. Therefore, the in-vehicle communication control device can determine whether the authenticators attached to all messages transmitted and received via the common communication line are correct. When receiving a message to which an incorrect authenticator is attached, the in-vehicle communication control device notifies the in-vehicle communication device that does not store the common key used to determine the authenticator.
As a result, each in-vehicle communication device judges by itself if the authenticity of the authenticator can be judged by the common key stored by itself, and receives notification from the in-vehicle communication control device for messages that cannot be judged by itself. Since it can be determined that an incorrect message has been sent to a common communication line, it is possible to mix in-vehicle communication devices with different security levels.
(2)メッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、前記車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵とを前記第1記憶部に記憶し、前記第1認証子生成部は、前記第1記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成することが好ましい。 (2) It is possible to attach a plurality of authenticators to a message, and the vehicle-mounted communication device has a common key determined for its own security level and a common key determined for a security level lower than the security level. and the common key stored in the first storage unit, and the first authenticator generation unit uses the one or more common keys stored in the first storage unit to create a message to be sent. Alternatively, it is preferable to generate a plurality of authenticators.
本態様にあっては、メッセージに対して複数の認証子を付すことが可能である。車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、自身のセキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵とを記憶しておく。複数の共通鍵を記憶している車載通信装置は、この複数の共通鍵を用いて複数の認証子を生成し、生成した複数の認証子をメッセージに付して送信する。これにより車載通信装置は、自身と同じセキュリティレベルの車載通信装置と、これより低いセキュリティレベルの車載通信装置とにメッセージを送信することが可能となる。 In this aspect, it is possible to attach a plurality of authenticators to the message. The vehicle-mounted communication device stores a common key defined for its own security level and a common key defined for a security level lower than its own security level. An in-vehicle communication device that stores a plurality of common keys generates a plurality of authenticators using the plurality of common keys, attaches the generated plurality of authenticators to a message, and transmits the message. This allows the vehicle-mounted communication device to transmit messages to vehicle-mounted communication devices with the same security level as itself and to vehicle-mounted communication devices with a lower security level.
(3)前記車載通信装置の第1認証子判定部は、受信したメッセージに付された認証子のうち、自身の第1記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて正否を判定可能な認証子について判定を行うことが好ましい。 (3) The first authenticator determination unit of the in-vehicle communication device determines correctness using one or more common keys stored in its own first storage unit among the authenticators attached to the received message. A determination is preferably made of possible authenticators.
本態様にあっては、複数の認証子が付されたメッセージを受信した車載通信装置は、自身が記憶している共通鍵を用いて正否を判定可能な少なくとも1つの認証子について正否判定を行う。これにより車載通信装置は、自身のセキュリティレベルより高いセキュリティレベルの車載通信装置が送信したメッセージであっても、自身が記憶している共通鍵で正否を判定可能な識別子が付されたメッセージであれば、メッセージの正否を判定して受信することが可能となる。よって、共通の通信線に接続された複数の車載通信装置は、異なるセキュリティレベルの車載通信装置を含む複数の車載通信装置に対して、メッセージの一斉送信(ブロードキャスト)を行うことが可能である。 In this aspect, the in-vehicle communication device that receives a message with a plurality of authenticators uses a common key stored therein to determine whether at least one authenticator is correct or incorrect. . As a result, the in-vehicle communication device can detect whether the message is sent by an in-vehicle communication device with a higher security level than its own security level or has an identifier that can determine whether it is correct or not with the common key stored in itself. For example, it is possible to determine whether a message is correct or not and receive it. Therefore, a plurality of vehicle-mounted communication devices connected to a common communication line can simultaneously transmit (broadcast) messages to a plurality of vehicle-mounted communication devices including vehicle-mounted communication devices with different security levels.
(4)メッセージには1つの認証子が付され、前記車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの共通鍵を前記第1記憶部に記憶し、前記第1認証子生成部は、前記第1記憶部に記憶された1つの共通鍵を用いて、送信する他メッセージに対して付す1つの認証子を生成することが好ましい。 (4) One authenticator is attached to the message, and the vehicle-mounted communication device stores one common key determined for its own security level in the first storage unit, and generates the first authenticator. Preferably, the unit uses one common key stored in the first storage unit to generate one authenticator to be attached to other messages to be transmitted.
本態様にあっては、メッセージに対して1つの認証子が付される。車載通信装置は、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの共通鍵を記憶しておき、この共通鍵を用いて1つの認証子を生成し、生成した1つの認証子をメッセージに付して送信する。これにより、各車載通信装置の構成を容易化することができる。また異なるセキュリティレベルの車載通信装置を分離して扱うことが容易化される。 In this aspect, one authenticator is attached to the message. The in-vehicle communication device stores one common key determined for its own security level, generates one authenticator using this common key, and attaches the generated one authenticator to a message. to send. Thereby, the configuration of each vehicle-mounted communication device can be simplified. In addition, it becomes easy to separate and handle in-vehicle communication devices with different security levels.
(5)前記車載通信制御装置は、前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた共通鍵とは異なる共通鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部とを有することが好ましい。 (5) When the second authenticator determining unit determines that the authenticator attached to the received message is correct, the in-vehicle communication control device uses a common key different from the common key used to determine the authenticator. A second authenticator generating unit that generates another authenticator using a key, and a different authenticator generated by the second authenticator generating unit and transmitting the received message with the different authenticator generated by the second authenticator generating unit. It is preferable to have a relay section for relaying message transmission/reception between the on-vehicle communication devices of the level.
本態様にあっては、各共通鍵を記憶している車載通信制御装置が、車載通信装置が送信したメッセージを受信して正否を判定し、正しいと判定したメッセージに対して判定に用いた共通鍵とは異なる共通鍵を用いて生成した識別を付し、新たな識別子が付されたメッセージを共通の通信線に対して送信する。これにより車載通信制御装置は、セキュリティレベルが異なる車載通信装置間のメッセージの送受信を中継することが可能となる。各車載通信装置は、車載通信制御装置を介して、共通の通信線に接続された全ての車載通信装置に対してメッセージを送信することが可能となる。 In this aspect, the in-vehicle communication control device storing each common key receives the message transmitted by the in-vehicle communication device and determines whether the message is correct or not. An identification generated using a common key different from the key is added, and a message with a new identifier is sent to the common communication line. This enables the in-vehicle communication control device to relay message transmission/reception between in-vehicle communication devices having different security levels. Each vehicle-mounted communication device can transmit a message to all vehicle-mounted communication devices connected to a common communication line via the vehicle-mounted communication control device.
(6)前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第1認証子判定部が判定した場合に、前記車載通信制御装置に対して通知を行う第1通知部を有し、前記車載通信制御装置の前記第2通知部は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定し、且つ、前記車載通信装置の前記第1通知部からの通知を受けた場合に、通知を行うことが好ましい。
(6) The in-vehicle communication device notifies the in-vehicle communication control device when the first authenticator determination unit determines that the authenticator attached to the received message is not correct. wherein the second notification unit of the in-vehicle communication control device determines that the authenticator attached to the received message is not correct, and the second authenticator determination unit of the in-
本態様にあっては、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合、各車載通信装置は車載通信制御装置に対する通知を行う。車載通信制御装置は、自身にてメッセージに付された認証子が正しくないと判定し、且つ、車載通信装置からの通知を受けた場合に、他の車載通信装置への通知を行う。これにより、車載通信制御装置から車載通信装置への通知の信頼性を高めることができる。 In this aspect, each vehicle-mounted communication device notifies the vehicle-mounted communication control device when it is determined that the authenticator attached to the received message is not correct. When the in-vehicle communication control device determines that the authenticator attached to the message is incorrect and receives a notification from the in-vehicle communication device, it notifies the other in-vehicle communication device. This makes it possible to improve the reliability of notification from the vehicle-mounted communication control device to the vehicle-mounted communication device.
(7)前記車載通信装置は、周期的にキープアライブ信号を前記共通の通信線に対して送信しており、前記第1通知部は、前記キープアライブ信号にて前記車載通信制御装置に対する通知を行うことが好ましい。 (7) The in-vehicle communication device periodically transmits a keep-alive signal to the common communication line, and the first notification unit notifies the in-vehicle communication control device with the keep-alive signal. preferably.
本態様にあっては、車載通信装置から車載通信制御装置への通知を、車載通信装置が周期的に送信するキープアライブ信号を用いて行う。これにより車載通信装置から車載通信制御装置への通知が、通常のメッセージ送受信を阻害することを抑制できる。車載通信制御装置は、キープアライブ信号に含まれる情報を基に通信に関する異常を検出することができ、またキープアライブ信号が受信されない場合にも何らかの異常の発生を検出することができる。 In this aspect, the in-vehicle communication device notifies the in-vehicle communication control device using a keep-alive signal periodically transmitted by the in-vehicle communication device. As a result, it is possible to prevent the notification from the in-vehicle communication device to the in-vehicle communication control device from interfering with normal message transmission/reception. The in-vehicle communication control device can detect an abnormality related to communication based on the information contained in the keep-alive signal, and can detect the occurrence of some abnormality even when the keep-alive signal is not received.
(8)本態様に係る車載通信システムは、共通の通信線に接続される複数の車載通信装置と、前記共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置とを備える車載通信システムであって、前記車載通信装置毎に暗号鍵が定められており、前記車載通信装置は、自身に対して定められた暗号鍵を記憶する第1記憶部と、前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部とを有し、前記車載通信制御装置は、各車載通信装置の暗号鍵を記憶する第2記憶部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する暗号鍵を用いて判定する第2認証子判定部とを有する。 (8) An in-vehicle communication system according to this aspect includes a plurality of in-vehicle communication devices connected to a common communication line, and an in-vehicle communication device connected to the common communication line and controlling communication of the plurality of in-vehicle communication devices. an in-vehicle communication system comprising a communication control device, wherein an encryption key is determined for each of the in-vehicle communication devices, and the in-vehicle communication device includes a first storage unit that stores the encryption key determined for itself; and a first authenticator generating unit that generates an authenticator to be attached to a message to be transmitted using the encryption key stored in the first storage unit, wherein the in-vehicle communication control device includes each in-vehicle communication device. and a second authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not by using the corresponding cryptographic key stored in the second storage unit. have
本態様にあっては、共通の通信線に接続された複数の車載通信装置に対し、個別の暗号鍵(共通鍵であってもよく、秘密鍵及び公開鍵であってもよい)が定められる。車載通信装置は、自身に定められた暗号鍵を記憶しておき、この暗号鍵を用いて生成した認証子をメッセージに付して送信する。車載通信制御装置は、共通の通信線に接続された各車載通信装置に対して定められた各暗号鍵を記憶しておき、受信したメッセージに付された認証子の正否を、記憶したいずれかの暗号鍵を用いて判定する。これにより、共通の通信線に接続された複数の車載通信装置がセキュリティ的に個別に分離され、各車載通信装置が車載通信制御装置とそれぞれ個別にメッセージの送受信を行う態様となるため、セキュリティを高めることができる。 In this aspect, individual cryptographic keys (which may be common keys or private and public keys) are determined for a plurality of vehicle-mounted communication devices connected to a common communication line. . The in-vehicle communication device stores an encryption key determined for itself, and attaches an authenticator generated using this encryption key to a message and transmits the message. An in-vehicle communication control device stores cryptographic keys determined for each in-vehicle communication device connected to a common communication line, and stores whether an authenticator attached to a received message is correct or not. is determined using the encryption key of As a result, multiple in-vehicle communication devices connected to a common communication line are separated from each other for security reasons, and each in-vehicle communication device individually transmits and receives messages to and from the in-vehicle communication control device. can be enhanced.
(9)前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて判定する第1認証子判定部を有し、前記車載通信制御装置は、前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部とを有することが好ましい。 (9) The in-vehicle communication device has a first authenticator determination unit that determines whether an authenticator attached to a received message is correct or not using an encryption key stored in the first storage unit, When the second authenticator determination unit determines that the authenticator attached to the received message is correct, the control device uses an encryption key different from the encryption key used to determine the authenticator, and a second authenticator generating unit that generates an authenticator and a second authenticator generating unit that adds another authenticator generated by the second authenticator generating unit to the received message and transmits the message. and a relay unit for relaying message transmission/reception.
本態様にあっては、各車載通信装置が自身の暗号鍵を用いて、受信したメッセージに付された認証子の正否を判定する。車載通信制御装置は、受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合、判定に用いた暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて認証子を生成し、生成した認証子を付したメッセージを送信する。これにより車載通信制御装置は、車載通信装置間のメッセージの送受信を中継することができる。車載通信装置は、車載通信制御装置を介することで他の車載通信装置との間でメッセージを送受信することができる。 In this aspect, each in-vehicle communication device uses its own encryption key to determine whether the authenticator attached to the received message is correct. When the in-vehicle communication control unit determines that the authenticator attached to the received message is correct, it generates an authenticator using an encryption key different from the encryption key used for the determination, and sends the message attached with the generated authenticator. to send. Thereby, the in-vehicle communication control device can relay message transmission/reception between the in-vehicle communication devices. The in-vehicle communication device can transmit and receive messages to and from other in-vehicle communication devices via the in-vehicle communication control device.
(10)前記車載通信制御装置は、前記第2認証子判定部による判定をメッセージの送信完了前に行い、前記メッセージに付された認証子が正しくないと前記第2認証子判定部が判定した場合に、当該メッセージの送信完了前に、前記車載通信装置に当該メッセージを破棄させる処理を行う破棄処理部を有することが好ましい。 (10) The in-vehicle communication control device performs the determination by the second authenticator determination unit before the completion of transmission of the message, and the second authenticator determination unit determines that the authenticator attached to the message is not correct. In this case, it is preferable to have a discard processing unit that performs a process of causing the onboard communication device to discard the message before completing the transmission of the message.
本態様にあっては、車載通信装置のメッセージの送信完了前に、車載通信制御装置がこのメッセージに付された認証子の正否を判定する。車載通信制御装置は、認証子が正しくないと判定した場合、このメッセージの送信完了前に、共通の通信線に接続された複数の車載通信装置に対して、このメッセージを破棄させる処理を行う。これにより各車載通信装置は、メッセージに付された認証子の正否を判定する必要がなく、車載通信制御装置により破棄させられなかったメッセージについて認証子の正否を判定することなく受信してその後の処理に用いることができる。 In this aspect, the in-vehicle communication control device determines whether the authenticator attached to the message is correct before the completion of transmission of the message from the in-vehicle communication device. When the in-vehicle communication control device determines that the authenticator is not correct, the in-vehicle communication control device performs a process of discarding the message by a plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line before completing the transmission of this message. As a result, each in-vehicle communication device does not need to judge whether the authenticator attached to the message is correct or not, and receives the message that was not discarded by the in-vehicle communication control device without judging whether the authenticator is correct or not. can be used for processing.
(11)本態様に係る車載通信制御装置は、複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続され、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う車載通信制御装置であって、前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶する記憶部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定する認証子判定部と、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定した場合に、当該判定にて前記認証子判定部が用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う通知部とを備える。 (11) An in-vehicle communication control device according to this aspect is an in-vehicle communication control device connected to a common communication line to which a plurality of in-vehicle communication devices are connected, and performing control related to communication of the plurality of in-vehicle communication devices, , the plurality of in-vehicle communication devices are classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, a storage unit for storing the common key for each security level, and an authentication attached to the received message an authenticator determining unit that determines whether the child is correct or not using the corresponding common key stored in the storage unit; and a notification unit that notifies an in-vehicle communication device that does not store the common key used by the authenticator determination unit in the determination.
本態様にあっては、態様(1)と同様に、異なるセキュリティレベルの車載通信装置の混在が可能となる。 In this mode, as in mode (1), it is possible to coexist vehicle-mounted communication devices with different security levels.
(12)前記認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた共通鍵とは異なる共通鍵を用いて、別の認証子を生成する認証子生成部と、前記受信したメッセージに前記認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部とを備えることが好ましい。 (12) When the authenticator determining unit determines that the authenticator attached to the received message is correct, another authenticator is generated using a common key different from the common key used for determining the authenticator. and a relay that relays message transmission/reception between in-vehicle communication devices with different security levels by adding another authenticator generated by the authenticator generating unit to the received message and transmitting the received message. It is preferable to have a part.
本態様にあっては、態様(5)と同様に、セキュリティレベルが異なる車載通信装置間のメッセージの送受信を車載通信制御装置が中継することが可能となる。 In this aspect, as in aspect (5), the in-vehicle communication control device can relay message transmission/reception between in-vehicle communication devices having different security levels.
(13)前記車載通信装置は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に通知を行い、前記通知部は、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定し、且つ、前記車載通信装置からの通知を受けた場合に、通知を行うことが好ましい。 (13) The in-vehicle communication device notifies when it is determined that the authenticator attached to the received message is not correct, and the notification unit notifies that the authenticator attached to the received message is not correct. It is preferable that the notification is made when the child determination unit makes the determination and the notification is received from the in-vehicle communication device.
本態様にあっては、態様(6)と同様に、車載通信制御装置から車載通信装置への通知の信頼性を高めることができる。 In this aspect, similarly to the aspect (6), it is possible to improve the reliability of notification from the vehicle-mounted communication control device to the vehicle-mounted communication device.
(14)本態様に係る車載通信装置は、共通の通信線に接続される車載通信装置であって、前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する認証子生成部と、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定する認証子判定部と、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う通知部とを備える。 (14) The vehicle-mounted communication device according to this aspect is a vehicle-mounted communication device connected to a common communication line, wherein the plurality of vehicle-mounted communication devices connected to the common communication line are classified into a plurality of security levels, A common key is determined for each security level, and a storage unit that stores the common key corresponding to its own security level; an authenticator generation unit that generates an authenticator, an authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct using the common key stored in the storage unit, and an authentication attached to the received message a notification unit that notifies another device connected to the common communication line when the authenticator determination unit determines that the child is not correct.
本態様にあっては、態様(6)と同様に、車載通信制御装置から車載通信装置への通知の信頼性を高めることができる。 In this aspect, similarly to the aspect (6), it is possible to improve the reliability of notification from the vehicle-mounted communication control device to the vehicle-mounted communication device.
(15)前記通知部は、前記共通の通信線に対して周期的に送信するキープアライブ信号にて通知を行うことが好ましい。 (15) Preferably, the notification unit notifies by a keep-alive signal periodically transmitted to the common communication line.
本態様にあっては、態様(7)と同様に、これにより車載通信装置から車載通信制御装置への通知が、通常のメッセージ送受信を阻害することを抑制できる。 In this aspect, similarly to the aspect (7), it is possible to prevent the notification from the in-vehicle communication device to the in-vehicle communication control device from interfering with normal message transmission/reception.
(16)メッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、前記記憶部は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と記憶し、前記認証子生成部は、前記記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成することが好ましい。 (16) A message can be attached with a plurality of authenticators, and the storage unit stores a common key determined for its own security level and a common key determined for a security level lower than the security level. A common key is stored, and the authenticator generation unit preferably generates one or a plurality of authenticators to be attached to a message to be transmitted using one or a plurality of common keys stored in the storage unit.
本態様にあっては、態様(2)と同様に、車載通信装置は、自身と同じセキュリティレベルの車載通信装置と、これより低いセキュリティレベルの車載通信装置とにメッセージを送信することが可能となる。 In this aspect, as in aspect (2), the in-vehicle communication device can transmit messages to in-vehicle communication devices having the same security level as itself and to in-vehicle communication devices having a lower security level. Become.
(17)前記認証子判定部は、受信したメッセージに付された認証子のうち、自身の記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて正否を判定可能な認証子について判定を行うことが好ましい。 (17) The authenticator determination unit performs determination on an authenticator that can determine correctness using one or a plurality of common keys stored in its own storage unit, among the authenticators attached to the received message. is preferred.
本態様にあっては、態様(3)と同様に、共通の通信線に接続された複数の車載通信装置は、異なるセキュリティレベルの車載通信装置を含む複数の車載通信装置に対して、メッセージの一斉送信(ブロードキャスト)を行うことが可能である。 In this aspect, as in aspect (3), a plurality of on-vehicle communication devices connected to a common communication line send a message to a plurality of on-board communication devices including on-board communication devices with different security levels. Broadcasting is possible.
(18)メッセージには1つの認証子が付され、前記記憶部は、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの共通鍵を記憶し、前記認証子生成部は、前記記憶部に記憶された1つの共通鍵を用いて、送信する他メッセージに対して付す1つの認証子を生成することが好ましい。 (18) A message is attached with one authenticator, the storage unit stores one common key determined for its own security level, and the authenticator generation unit stores the authenticator in the storage unit. Preferably, one common key is used to generate one authenticator attached to other messages to be sent.
本態様にあっては、態様(4)と同様に、各車載通信装置の構成を容易化することができ、異なるセキュリティレベルの車載通信装置を分離して扱うことが容易化される。 In this aspect, similarly to the aspect (4), the configuration of each vehicle-mounted communication device can be simplified, and the vehicle-mounted communication devices with different security levels can be handled separately.
(19)本態様に係るコンピュータプログラムは、複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続される車載通信制御装置に、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行わせるコンピュータプログラムであって、前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶部に記憶しておき、前記車載通信制御装置に、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定し、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、当該判定にて用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う処理を実行させる。 (19) A computer program according to this aspect causes an in-vehicle communication control device connected to a common communication line to which a plurality of in-vehicle communication devices are connected to perform control related to communication of the plurality of in-vehicle communication devices. wherein the plurality of in-vehicle communication devices are classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, the common key for each security level is stored in a storage unit, and the in-vehicle communication When the controller determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the corresponding common key stored in the storage unit, and determines that the authenticator attached to the received message is not correct. Then, a process of notifying an in-vehicle communication device that does not store the common key used in the determination is executed.
本態様にあっては、態様(11)と同様に、異なるセキュリティレベルの車載通信装置の混在が可能となる。 In this aspect, similar to aspect (11), vehicle-mounted communication devices with different security levels can coexist.
(20)本態様に係るコンピュータプログラムは、共通の通信線に接続される車載通信装置に、通信に係る処理を行わせるコンピュータプログラムであって、前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶部に記憶しておき、前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成し、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う処理を実行させる。 (20) A computer program according to this aspect is a computer program that causes an in-vehicle communication device connected to a common communication line to perform processing related to communication, and includes a plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line. A device is classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, a common key corresponding to its own security level is stored in a storage unit, and a common key stored in the storage unit is stored. is used to generate an authenticator attached to a message to be transmitted, the correctness of the authenticator attached to the received message is determined using the common key stored in the storage unit, and the authenticator attached to the received message is determined using If it is determined that the received authenticator is not correct, it executes a process of notifying other devices connected to the common communication line.
本態様にあっては、態様(14)と同様に、車載通信制御装置から車載通信装置への通知の信頼性を高めることができる。 In this aspect, similarly to the aspect (14), it is possible to improve the reliability of the notification from the vehicle-mounted communication control device to the vehicle-mounted communication device.
(21)本態様に係る通信制御方法は、複数の車載通信装置が接続される共通の通信線に接続される車載通信制御装置が、前記複数の車載通信装置の通信に係る制御を行う通信制御方法であって、前記複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、各セキュリティレベルの共通鍵を記憶部に記憶しておき、受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記記憶部に記憶された対応する共通鍵を用いて判定し、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、当該判定にて用いた共通鍵を記憶していない車載通信装置に対して通知を行う。 (21) In the communication control method according to this aspect, an in-vehicle communication control device connected to a common communication line to which a plurality of in-vehicle communication devices are connected controls communication of the plurality of in-vehicle communication devices. In the method, the plurality of in-vehicle communication devices are classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, the common key for each security level is stored in a storage unit, and the received Determining whether the authenticator attached to the message is correct or not using the corresponding common key stored in the storage unit, and if it is determined that the authenticator attached to the received message is not correct, in the determination A notification is sent to the in-vehicle communication device that does not store the used common key.
本態様にあっては、態様(11)と同様に、異なるセキュリティレベルの車載通信装置の混在が可能となる。 In this aspect, similar to aspect (11), vehicle-mounted communication devices with different security levels can coexist.
(22)本態様に係る通信方法は、共通の通信線に接続される車載通信装置が通信に係る処理を行う通信方法であって、前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶部に記憶しておき、前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成し、受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う。 (22) A communication method according to this aspect is a communication method in which an in-vehicle communication device connected to a common communication line performs processing related to communication, wherein the plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line Classified into a plurality of security levels, a common key is determined for each security level, the common key corresponding to the own security level is stored in a storage unit, and the common key stored in the storage unit is used generates an authenticator attached to a message to be transmitted, determines whether the authenticator attached to the received message is correct using the common key stored in the storage unit, and authenticates the authenticator attached to the received message. If it determines that the child is incorrect, it notifies other devices connected to the common communication line.
本態様にあっては、態様(14)と同様に、車載通信制御装置から車載通信装置への通知の信頼性を高めることができる。 In this aspect, similarly to the aspect (14), it is possible to improve the reliability of the notification from the vehicle-mounted communication control device to the vehicle-mounted communication device.
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る車載通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。
[Details of the embodiment of the present invention]
A specific example of an in-vehicle communication system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
<実施の形態1>
図1及び図2は、本実施の形態に係る車載通信システムの概要を説明するための模式図である。本実施の形態に係る車載通信システムは、車両1に搭載されたCGW(Central Gate Way)2と、3つのDC(Domain Controller)3A~3Cと、9つのECU(Electronic Control Unit)4A~4Iとを備えて構成されている。CGW2は、個別の通信線を介して3つのDC3A~3Cにそれぞれ接続されている。DC3Aは、共通の通信線(いわゆるバス)を介して、3つのECU4A~4Cに接続されている。DC3Bは、バスを介して3つのECU4D~4Fに接続されている。DC3Cは、個別の通信線を介して、3つのECU4G~4Iにそれぞれ接続されている。
<
1 and 2 are schematic diagrams for explaining an outline of an in-vehicle communication system according to the present embodiment. The in-vehicle communication system according to the present embodiment includes a CGW (Central Gate Way) 2 mounted on a
本実施の形態においては、例えば車両1の機能毎に複数のECU4A~4Iが分類され、機能毎に1つのDC3A~3Cが設けられて対応するECU4A~4Iが通信線を介して接続され、複数のDC3A~3CがCGW2を介して接続されるという態様でシステムが構築されている。各DC3A~3Cは、自身に接続されたECU4A~4Iの動作を制御し、車両1の各機能を実現する。またDC3A~3Cが互いに情報交換して協働することによって、各機能が連携し、車両1の全体としての機能が実現される。
In the present embodiment, for example, a plurality of
CGW2及び3つのDC3A~3Cは、例えばイーサネット(登録商標)の通信プロトコルに従った通信を行うことにより、メッセージを送受信する。CGW2は、例えば1つのDC3A~3Cから受信したメッセージを、他の2つのDC3A~3Cへ送信することにより、3つのDC3A~3Cの間のメッセージの送受信を中継する。これによりDC3A~3Cは、CGW2を介して他のDC3A~3Cとの間でメッセージの送受信を行うことができる。本実施の形態においてCGW2は、3つのDC3A~3Cの間のメッセージを単に中継する装置とするが、例えば一のDC3A~3Cからの受信メッセージに対して演算処理を行い、他のDC3A~3Cへ演算結果をメッセージとして送信するなど、より高度な処理を行ってもよい。
The
DC3A及び3つのECU4A~4Cは、例えばCANの通信プロトコルに従った通信を行うことにより、CANバスを介したメッセージの送受信を行う。一のECU4A~4Cが送信したメッセージは、他のECU4A~4C及びDC3Aにて受信可能である。DC3Aが送信したメッセージは、ECU4A~4Cにて受信可能である。
The
同様に、DC3B及び3つのECU4D~4Fは、例えばCANの通信プロトコルに従った通信を行うことにより、CANバスを介したメッセージの送受信を行う。一のECU4D~4Fが送信したメッセージは、他のECU4D~4F及びDC3Bにて受信可能である。DC3Bが送信したメッセージは、ECU4D~4Fにて受信可能である。
Similarly, the
DC3C及び3つのECU4G~4Iは、例えばイーサネットの通信プロトコルに従った通信を行うことにより、メッセージを送受信する。DC3CとECU4G~4Iとは、それぞれ個別の通信線を介して接続されており、一対一でのメッセージ送受信を行う。DC3Cは、一のECU4G~4Iから受信したメッセージを他のECU4G~4Iへ送信することにより、3つのECU4G~4Iの間のメッセージの送受信を中継することができる。これによりECU4G~4Iは、DC3Bを介して他のECU4G~4Iとの間でメッセージの送受信を行うことができる。
The
また、例えばDC3Aに接続されたECU4AからDC3Cに接続されたECU4Iへメッセージを送信することも可能である。この場合、ECU4Aから送信されたメッセージは、DC3A、CGW2及びDC3にて中継され、ECU4Iに受信される。このようにCGW2及びDC3A~3Cがメッセージの中継を行うことによって、ECU4A~4Iはメッセージを送受信することが可能である。
It is also possible, for example, to send a message from the
本実施の形態に係る車載通信システムでは、システムを構成する各装置に対してセキュリティレベルが定められている。図1に示すように、本例ではCGW2及び3つのDC3A~3Cに対してセキュリティレベル3が定められ、ECU4A,4G~4Iに対してセキュリティレベル2が定められ、ECU4B~4Fに対してセキュリティレベル1が定められている。なお図1においては、各装置のセキュリティレベルを「LV?」のラベルで示している。またセキュリティレベルは、その数値が大きい程、セキュリティ性能が高いことを示している。
In the vehicle-mounted communication system according to the present embodiment, a security level is defined for each device that configures the system. As shown in FIG. 1, in this example,
本実施の形態に係る車載通信システムでは、各装置が送受信するメッセージには、MAC(Message Authentication Code、メッセージ認証子)が付される。メッセージには、例えばメッセージの種別を示すID及び装置間で共有すべき情報等のデータが含まれている。MACは、メッセージに含まれるデータに対して所定の暗号鍵を用いた暗号化の処理を行うことで得られる情報である。各装置は、自身が有する暗号鍵を用いてMACを生成し、生成したMACを付したメッセージを送信する。このメッセージを受信した各装置は、メッセージに付されたMACの正否を自身が有する暗号鍵を用いて判定する。このときに各装置は、受信したメッセージに含まれるデータに対して暗号鍵を用いた暗号化の処理を行ってMACを生成し、自身が生成したMACとメッセージに付されたMACとが一致するか否かに応じて、MACの正否を判定することができる。 In the in-vehicle communication system according to the present embodiment, a MAC (Message Authentication Code) is attached to each message transmitted and received by each device. The message includes, for example, an ID indicating the type of message and data such as information to be shared between devices. MAC is information obtained by performing encryption processing using a predetermined encryption key on data included in a message. Each device generates a MAC using its own encryption key and transmits a message attached with the generated MAC. Each device that receives this message determines whether the MAC attached to the message is correct or not using its own encryption key. At this time, each device performs encryption processing using an encryption key on the data contained in the received message to generate a MAC, and the MAC generated by itself matches the MAC attached to the message. Whether the MAC is correct or not can be determined according to whether the MAC is correct or not.
本実施の形態においては、メッセージを送受信する装置間で共通の暗号鍵、即ち共有鍵を記憶しておき、MACの生成及び判定を行う。図2においては、各装置が有する暗号鍵を、破線で囲んだ鍵a~eとして図示している。例えばセキュリティレベル3のCGW2及びDC3A~3Cは、セキュリティレベル3の鍵eを用いてMACの生成及び判定を行う。セキュリティレベル3のDC3B及びセキュリティレベル1のECU4D~4Fは、セキュリティレベル1の鍵cを用いてMACの生成及び判定を行う。またDC3Bは、例えばECU4D~4FからのメッセージをCGW2へ中継する場合に、受信したメッセージから鍵cを用いて生成されたMACを削除し、鍵eを用いて生成したMACをメッセージに付してCGW2へ送信する。DC3Bは、例えばCGW2からのメッセージをECU4D~4Fへ中継する場合に、受信したメッセージから鍵eを用いて生成されたMACを削除し、鍵cを用いて生成したMACをメッセージに付してECU4D~4Fへ送信する。
In this embodiment, a common encryption key, ie, a shared key, is stored between devices that transmit and receive messages, and MAC generation and determination are performed. In FIG. 2, encryption keys possessed by each device are illustrated as keys a to e surrounded by dashed lines. For example, the
同様に、セキュリティレベル3のDC3C及びセキュリティレベル2のECU4G~4Iは、セキュリティレベル2の鍵dを用いてMACの生成及び判定を行う。またDC3Cは、例えばECU4G~4IからのメッセージをCGW2へ中継する場合に、受信したメッセージから鍵dを用いて生成されたMACを削除し、鍵eを用いて生成したMACをメッセージに付してCGW2へ送信する。またDC3Cは、例えばCGW2からのメッセージをECU4G~4Iへ中継する場合に、受信したメッセージから鍵eを用いて生成されたMACを削除し、鍵dを用いて生成したMACをメッセージに付してECU4G~4Iへ送信する。
Similarly, DC3C of
このように本実施の形態に係る車載通信システムでは、例えば車両1の機能等により分類されたDC3A~3C及びECU4A~4Iの各グループについて、グループ内の通信に用いるMACの生成及び判定のための暗号鍵をそれぞれ異なるものとすることができる。これにより、車載通信システムを構成する複数の装置をセキュリティ的に複数のグループに分離することができ、各グループに適したセキュリティレベルを設定することができる。セキュリティレベルは、例えばMACの生成に用いられる暗号化処理のアルゴリズムの強度、及び、暗号化処理に用いられる暗号鍵の情報量(ビット長)等に応じて定まる。用いられる暗号化処理のアルゴリズムの強度が高く、且つ、暗号鍵の情報量が多いほどセキュリティレベルは高い。
As described above, in the in-vehicle communication system according to the present embodiment, for each group of
また本実施の形態に係る車載通信システムでは、図1及び図2のDC3A及びECU4A~4Cに示すように、物理的なネットワーク構成は1つ(共通)であっても、複数のセキュリティレベルを混在させることが可能である。セキュリティレベル3のDC3A、セキュリティレベル2のECU4A及びセキュリティレベル1のECU4B,4Cでは、セキュリティレベル1の鍵a及びセキュリティレベル2の鍵bの2つの暗号鍵を用いたメッセージの送受信が行われる。以下、セキュリティレベルが混在したネットワークにおけるメッセージ送受信について説明する。
In the in-vehicle communication system according to the present embodiment, as shown in DC3A and ECU4A-4C in FIGS. 1 and 2, even if the physical network configuration is one (common), multiple security levels are mixed. It is possible to
図3は、DC3A及びECU4A~4Cによるメッセージ送受信の一例を示す模式図である。上述のように、DC3A及びECU4A~4Cは、共通のCANバスに接続されており、CANの通信プロトコルに従ったメッセージの送受信を行う。図示の例では、各装置のセキュリティレベルとしてレベル1又はレベル2が設定されている(図中、Lv1又はLv2と記載している)。本例では、セキュリティレベルはその数値が高いほどレベルが高いものとし、レベル1よりもレベル2はセキュリティレベルが高い。DC3A及びECU4Aがセキュリティレベル2に設定され、ECU4B,4Cがセキュリティレベル1に設定されている。また本例では、セキュリティレベル1に対する暗号鍵として鍵aが設定され、セキュリティレベル2に対する暗号鍵として鍵bが設定されている。例えば、鍵bは、鍵aよりもビット長が長い暗号鍵である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of message transmission/reception by
本実施の形態に係る車載通信システムにおいて各装置は、自身のセキュリティレベルに対応する暗号鍵と、自身のセキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対応する暗号鍵とを記憶している。例えば、セキュリティレベル1のECU4B,4Cは、自身のセキュリティレベル1に対応する鍵aを記憶している。また例えば、セキュリティレベル2のDC3A及びECU4Aは、自身のセキュリティレベル2に対応する鍵bと、自身のセキュリティレベル2より低いセキュリティレベル1に対応する鍵aとを記憶している。
In the in-vehicle communication system according to the present embodiment, each device stores an encryption key corresponding to its own security level and an encryption key corresponding to a security level lower than its own security level. For example, the
例えば、2つの鍵a,bを記憶しているセキュリティレベル2のECU4Aは、送信すべきメッセージに対して鍵aを用いて生成したMAC(a)と、鍵bを用いて生成したMAC(b)とを付して、CANバスへ送信する。このメッセージを受信したセキュリティレベル1のECU4B,4Cは、自身が記憶している鍵aを用いてMAC(a)の正否を判定し、MAC(b)の成否は判定しない(判定できない)。ECU4B,4Cは、メッセージに付されたMAC(a)が正しい場合、このメッセージが正当なものであると判断する。また、このメッセージを受信したセキュリティレベル2のDC3Aは、自身が記憶している鍵bを用いてMAC(b)の正否を判定し、鍵aを用いてMAC(a)の正否を判定する。DC3Aは、MAC(b)及びMAC(a)が正しい場合、このメッセージが正当なものであると判断する。ただしDC3Aは、セキュリティレベルが高いMAC(b)の正否判定のみを行い、セキュリティレベルが低いMAC(a)の正否判定を行わなくてもよい。
For example, the
また例えば、1つの鍵aを記憶しているセキュリティレベル1のECU4Bは、送信すべきメッセージに対して鍵aを用いて生成したMAC(a)を付して、CANバスへ送信する。このメッセージを受信したDC3A及びECU4A,4Cは、自身が記憶している鍵aを用いてMAC(a)の正否を判定する。DC3A及びECU4A,4Cは、MAC(a)が正しい場合、このメッセージが正当なものであると判断する。
Further, for example, the
なお、2つの鍵a,bを記憶しているセキュリティレベル2のECU4Aは、例えばセキュリティレベル1のECU4B,4Cに不要なメッセージについては、MAC(b)のみを付して送信してもよい。MAC(b)のみが付されたメッセージは、鍵bを記憶していないECU4B,4Cでは正否を判定できないため、破棄される。このメッセージは、鍵bを記憶しているDC3Aにて受信される。
The
ここで、例えば悪意の装置がCANバスに接続された場合、又は、いずれかの装置が乗っ取られた場合等に、MACが正しくないメッセージがCANバス上に送信される可能性がある。不正なMAC(a)が付されたメッセージは、DC3A及びECU4A~4Cの全てにおいて不正であることが検出されるため、各装置においてメッセージを破棄する等の処理を行うことができる。これに対して、正当なMAC(a)が付され、不正なMAC(b)が付されたメッセージは、鍵bを記憶しているDC3A及びECU4Aにおいて不正であることが検出されるが、鍵bを記憶していないECU4B,4Cでは不正を検出することができない。
Here, for example, if a malicious device is connected to the CAN bus, or if any device is hijacked, there is a possibility that a message with an incorrect MAC will be sent on the CAN bus. A message with an invalid MAC(a) is detected as invalid by all of the
そこで本実施の形態に係る車載通信システムでは、不正なMACが付されたメッセージを受信した場合に、DC3AがECU4A~4Cに対して通知を行う。DC3Aは、不正と判定したMACのセキュリティレベルよりも低いセキュリティレベルが設定されたECU4A~4Cに対して通知を行う。例えば、セキュリティレベル2のMAC(b)について不正と判定した場合、DC3Aは、セキュリティレベル2より低いセキュリティレベル1のECU4B,4Cに対して通知を行い、セキュリティレベル2のECU4Aに対しては通知を行わない。ただし、DC3Aがセキュリティレベルに関係なく全てのECU4A~4Cに対して通知を行う構成としてもよい。またセキュリティレベル1のMAC(a)について不正と判定した場合、DC3Aは、これより低いセキュリティレベルが存在しないため、通知を行わなくてよい。
Therefore, in the in-vehicle communication system according to the present embodiment,
図4は、DC3AからECU4A~4Cへの通知の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る車載通信システムでは、通常のメッセージの送受信に用いる暗号鍵とは別に、不正なMACの検出等の異常を通知する際の通知メッセージの送受信に用いる暗号鍵を各装置が記憶している。図示の例では、ECU4Aが鍵αを記憶し、ECU4Bが鍵βを記憶し、ECU4Cが鍵γを記憶している。即ち、通知メッセージを受信し得る装置は、それぞれ異なる通知用の暗号鍵を記憶している。DC3Aは、通知メッセージの送信先となり得る各ECU4A~4Cの鍵α,β,γを記憶している。鍵αはセキュリティレベル2の暗号鍵であり、鍵β,γはセキュリティレベル1の暗号鍵である。なお本実施の形態において、鍵α,β,γは共有鍵とするが、これに限るものではなく、ECU4A~4Cが有する鍵α,β,γを秘密鍵とし、DC3Aが有する鍵α,β,γを各秘密鍵に対応する公開鍵としてもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of notification from
DC3Aは、何らかの異常等を検出してECU4A~4Cへ通知メッセージを送信する場合、通知を必要とするECU4A~4Cに対して個別に通知メッセージを送信する。DC3Aは、ECU4Aへ通知メッセージを送信する場合、ECU4Aが有する鍵αを用いて生成したMAC(α)を付した通知メッセージを送信する。MAC(α)が付された通知メッセージは、鍵αを有するECU4Aのみが正否を判定することができるため、ECU4Aのみで受信され、ECU4B,4Cでは破棄される。同様に、DC3Aは、ECU4Bへ通知メッセージを送信する場合、ECU4Bが有する鍵βを用いて生成したMAC(β)を付した通知メッセージを送信する。
When
これにより、例えばいずれかのECU4A~4Cが乗っ取られた場合であっても、それ以外のECU4A~4Cが有する通知メッセージを送受信するための鍵が漏洩することがないため、DC3AからECU4A~4Cへの通知メッセージの送信が阻害されることを防止できる。
As a result, even if one of the
なお、本例の場合には、ECU4AはMAC(α)及びMAC(b)のいずれについても正否判定を行うことができ、不正なMACの検出によるDC3Aからの通知メッセージを必要としないため、通知メッセージを送受信するための鍵αを記憶しておく必要はない。ただし、DC3Aが不正なMACの検出以外の通知を行う場合には、鍵αを用いたMAC(α)が付された通知メッセージをDC3Aが送信する可能性があり、ECU4Aは鍵αを記憶しておくことが好ましい。
In the case of this example, the
またDC3Aは、通知メッセージに複数のMACを付して送信する構成であってもよい。例えばECU4B,4Cへ通知メッセージを送信する場合、DC3Aは、MAC(β)及びMAC(γ)を付した通知メッセージを送信してもよい。この通知メッセージを受信したECU4B,4Cは、自身が記憶している鍵β,γを用いていずれのMACが正当であると判定した場合、この通知メッセージを正当なメッセージとして扱う。
Further, the
図5は、本実施の形態に係るDC3Aの構成を示すブロック図である。なお、他のDC3B,3Cについては、DC3Aと同様の構成であるため、図示及び説明を省略する。本実施の形態に係るDC3Aは、処理部(プロセッサ)31、記憶部(ストレージ)32、CAN通信部(トランシーバ)33及びイーサネット通信部(トランシーバ)34等を備えて構成されている。処理部31は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro-Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成されている。処理部31は、記憶部32に記憶されたプログラム32aを読み出して実行することにより、CGW2及びECU4A~4C等とのメッセージの送受信、MACに基づく不正なメッセージの検出、及び、ECU4A~4Cへの通知等を行う。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of DC3A according to this embodiment. The
記憶部32は、例えばフラッシュメモリ又はEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性のメモリ素子を用いて構成されている。記憶部32は、処理部31が実行する各種のプログラム、及び、処理部31の処理に必要な各種のデータを記憶する。本実施の形態において記憶部32は、処理部31が実行するプログラム32aを記憶すると共に、MACの生成及び判定に用いる暗号鍵を記憶する鍵記憶部32bが設けられている。なおプログラム32aは、例えばDC3Aの製造段階において記憶部32に書き込まれてもよく、また例えば遠隔のサーバ装置などが配信するものをDC3Aが通信にて取得してもよく、また例えばメモリカード又は光ディスク等の記録媒体99に記録されたプログラム32aをDC3Aが読み出して記憶部32に記憶してもよく、また例えば記録媒体99に記録されたものを書込装置が読み出してDC3Aの記憶部32に書き込んでもよい。プログラム32aは、ネットワークを介した配信の態様で提供されてもよく、記録媒体99に記録された態様で提供されてもよい。
The
記憶部32の鍵記憶部32bには、ECU4A~4Cとの間で送受信するメッセージに付されるMACの生成及び判定を行うための鍵a,bと、CGW2との間で送受信するメッセージに付されるMACの生成及び判定を行うための鍵eとが記憶される。また鍵記憶部32bには、ECU4A~4Cとの間で異常検知時に送受信する通知メッセージに付されるMACの生成及び判定を行うための鍵α,β,γが記憶される。なお鍵記憶部32bに記憶される暗号鍵は、DC3A~3Cでそれぞれ異なる。
The
またDC3Aは、鍵記憶部32bに記憶された複数の暗号鍵に関する情報を、例えばテーブルとして記憶している。図6は、テーブルに記憶される暗号鍵に関する情報の一例を示す模式図である。例示するテーブルには、DC3Aのメッセージ送受信の相手となる装置と、この装置のセキュリティレベルと、この装置が送信するメッセージに付されるID(例えばCAN-ID)と、この装置が記憶している暗号鍵と、この装置が記憶している通知メッセージ用の暗号鍵との対応が記憶されている。DC3Aは、例えばECU4A~4Cからの例えばメッセージを受信した場合に、メッセージに付されたIDに基づいてメッセージの送信元の装置を判断し、対応する暗号鍵を鍵記憶部32bから読み出してMACを判定することができる。
The
CAN通信部33は、CANの通信プロトコルに従う有線通信を行う。CAN通信部33は、いわゆるCANトランシーバのICを用いて構成され得る。CAN通信部33は、車両1内に配されたCANバスを介して複数のECU4A~4Cに接続され、これらのECU4A~4Cとの間でCANの通信プロトコルに従う通信を行う。CAN通信部33は、処理部31から与えられた送信用のメッセージをCANの通信プロトコルに応じた電気信号に変換して通信線へ出力することにより、ECU4A~4Cへのメッセージ送信を行う。またCAN通信部33は、通信線の電位をサンプリングして取得することによりECU4A~4Cからのメッセージを受信し、受信したメッセージを処理部31へ与える。
The
イーサネット通信部34は、イーサネットの通信プロトコルに従う有線通信を行う。イーサネット通信部34は、車両1内に配されたイーサネット用の通信線を介してCGW2に接続され、CGW2との間でイーサネットの通信プロトコルに従う通信を行う。イーサネット通信部34は、処理部31から与えられた送信用のメッセージをイーサネットの通信プロトコルに応じた電気信号に変換して通信線へ出力することにより、CGW2へのメッセージ送信を行う。またイーサネット通信部34は、通信線の電位をサンプリングして取得することによりCGW2からのメッセージを受信し、受信したメッセージを処理部31へ与える。なお、図1及び図2に例示したシステム構成において、DC3CはCAN通信部33を備えず、複数のイーサネット通信部34を備える。
The
また本実施の形態に係るDC3Aでは、記憶部32に記憶されたプログラム32aを処理部31が読み出して実行することにより、MAC生成部31a、MAC判定部31b、送受信処理部31c及び通知処理部31d等が処理部31にソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。MAC生成部31aは、CGW2又はECU4A~4Cへ送信すべきメッセージに対して、鍵記憶部32bに記憶された暗号鍵を用いた暗号化処理を行うことで、このメッセージを認証するためのMACを生成する処理を行う。MAC生成部31aは、CGW2へ送信すべきメッセージに対して、鍵記憶部32bに記憶された鍵eを用いたMACの生成を行う。またMAC生成部31aは、ECU4A~4Cへ送信すべきメッセージに対して、鍵記憶部32bに記憶された鍵aを用いたMACの生成と、鍵bを用いたMACの生成とを行う。
Further, in the
MAC判定部31bは、CGW2又はECU4A~4Cから受信したメッセージに付されたMACの正否を判定する処理を行う。MAC判定部31bは、受信したメッセージに含まれるIDに基づいて図5に示したテーブルを参照し、判定に用いる暗号鍵を判断する。MAC判定部31bは、受信したメッセージに対して暗号鍵を用いたMACの生成を行い、生成したMACと受信したメッセージに付されたMACとが一致するか否かに応じて、MACの正否を判定する。MAC判定部31bは、CGW2から受信したメッセージについて、鍵記憶部32bに記憶された鍵eを用いたMACの判定を行う。MAC判定部31bは、ECU4Aから受信したメッセージについて、鍵記憶部32bに記憶された鍵a,bを用いたMACの判定を行う。MAC判定部31bは、ECU4B,4Cから受信したメッセージについて、鍵記憶部32bに記憶された鍵aを用いたMACの判定を行う。
The
送受信処理部31cは、CGW2又はECU4A~4Cとの間でメッセージを送受信する処理を行う。送受信処理部31cは、送信すべきメッセージに対してMAC生成部31aが生成したMACを付し、MACを付したメッセージをCAN通信部33又はイーサネット通信部34へ与えることにより、ECU4A~4C又はCGW2へメッセージを送信する。また送受信処理部31cは、CAN通信部33又はイーサネット通信部34にて受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部31bにて成否の判定を行わせ、正規のMACが付されたメッセージを受信メッセージとして扱うと共に、不正なMACが付されたメッセージを破棄する。
The transmission/
通知処理部31dは、MAC判定部31bにてMACが不正であると判定された場合に、ECU4A~4Cへ通知メッセージを送信する処理を行う。通知処理部31dは、MAC判定部31bにて不正と判定されたMACのセキュリティレベルを調べ、このセキュリティレベルに対応する暗号鍵を有していないECU4A~4C、本実施の形態ではこのセキュリティレベルより低いセキュリティレベルが設定されたECU4A~4Cに対して通知メッセージを送信する。通知メッセージには、例えば不正と判定されたMACのセキュリティレベル、このMACが付されていたメッセージに含まれるID、このメッセージの送信元のECU4A~4Cの識別情報等の情報が含まれ得る。通知メッセージを受信したECU4A~4Cは、通知メッセージに含まれる情報を記憶しておき、以降に同様のメッセージを受信した場合にはこれを破棄する等の処理を行うことができる。
The
図7は、本実施の形態に係るECU4Aの構成を示すブロック図である。なお、他のECU4B~4Iについては、ECU4Aと同様の構成であるため、図示及び説明を省略する。本実施の形態に係るECU4Aは、処理部(プロセッサ)41、記憶部(ストレージ)42及びCAN通信部(トランシーバ)43等を備えて構成されている。処理部41は、CPU又はMPU等の演算処理装置を用いて構成されている。処理部41は、記憶部42に記憶されたプログラム42aを読み出して実行することにより、DC3A及び他のECU4B,4Cとのメッセージの送受信及びMACに基づく不正なメッセージの検出等を行う。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
記憶部42は、例えばフラッシュメモリ又はEEPROM等の不揮発性のメモリ素子を用いて構成されている。記憶部42は、処理部41が実行する各種のプログラム、及び、処理部41の処理に必要な各種のデータを記憶する。本実施の形態において記憶部42は、処理部41が実行するプログラム42aを記憶すると共に、MACの生成及び判定に用いる暗号鍵を記憶する鍵記憶部42bが設けられている。なおプログラム42aは、例えばECU4Aの製造段階において記憶部42に書き込まれてもよく、また例えば遠隔のサーバ装置などが配信するものをECU4Aが通信にて取得してもよく、また例えばメモリカード又は光ディスク等の記録媒体98に記録されたプログラム42aをECU4Aが読み出して記憶部42に記憶してもよく、また例えば記録媒体98に記録されたものを書込装置が読み出してECU4Aの記憶部42に書き込んでもよい。プログラム42aは、ネットワークを介した配信の態様で提供されてもよく、記録媒体98に記録された態様で提供されてもよい。
The
記憶部42の鍵記憶部42bには、DC3A及び他のECU4B,4Cとの間で送受信するメッセージに付されるMACの生成及び判定を行うための鍵a,bが記憶される。また鍵記憶部42bには、DC3Aとの間で異常検知時に送受信する通知メッセージに付されるMACの生成及び判定を行うための鍵αが記憶される。なお鍵記憶部42bに記憶される暗号鍵は、ECU4A~4Iでそれぞれ異なる。
A
CAN通信部43は、CANの通信プロトコルに従う有線通信を行う。CAN通信部43は、いわゆるCANトランシーバのICを用いて構成され得る。CAN通信部43は、車両1内に配されたCANバスを介してDC3A及び他のECU4B,4Cに接続され、これらのDC3A及びECU4B,4Cとの間でCANの通信プロトコルに従う通信を行う。CAN通信部43は、処理部41から与えられた送信用のメッセージをCANの通信プロトコルに応じた電気信号に変換して通信線へ出力することにより、DC3A及びECU4B,4Cへのメッセージ送信を行う。またCAN通信部43は、通信線の電位をサンプリングして取得することによりDC3A及びECU4B,4Cからのメッセージを受信し、受信したメッセージを処理部41へ与える。なお、図1及び図2に例示したシステム構成において、ECU4G~4IはCAN通信部43を備えず、代わりにイーサネットの通信プロトコルに従った通信を行うイーサネット通信部を備える。
The
また本実施の形態に係るECU4Aでは、記憶部42に記憶されたプログラム42aを処理部41が読み出して実行することにより、MAC生成部41a、MAC判定部41b、送受信処理部41c及び通知処理部41d等が処理部41にソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。MAC生成部41aは、DC3A及びECU4B,4Cへ送信すべきメッセージに対して、鍵記憶部42bに記憶された暗号鍵を用いた暗号化処理を行うことで、このメッセージを認証するためのMACを生成する処理を行う。MAC生成部41aは、鍵記憶部32bに記憶された鍵aを用いたMACの生成と、鍵bを用いたMACの生成とを行う。
In the
MAC判定部41bは、DC3A又はECU4B,4Cから受信したメッセージに付されたMACの正否を判定する処理を行う。MAC判定部41bは、受信したメッセージに対して暗号鍵を用いたMACの生成を行い、生成したMACと受信したメッセージに付されたMACとが一致するか否かに応じて、MACの正否を判定する。MAC判定部41bは、受信したメッセージに2つのMACが付されている場合、2つの鍵a,bをそれぞれ対応するMACに対して使用して正否判定を行う。またMAC判定部41bは、受信したメッセージに1つのMACが付されている場合、1つの鍵aを使用して正否判定を行う。
The
送受信処理部41cは、DC3A及びECU4B,4Cとの間でメッセージを送受信する処理を行う。送受信処理部41cは、送信すべきメッセージに対してMAC生成部41aが生成したMACを付し、MACを付したメッセージをCAN通信部43へ与えることにより、DC3A及びECU4B,4Cへメッセージを送信する。また送受信処理部41cは、CAN通信部43にて受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部41bにて成否の判定を行わせ、正規のMACが付されたメッセージを受信メッセージとして扱うと共に、不正なMACが付されたメッセージを破棄する。
The transmission/
通知処理部41dは、所定の周期でCANバスに対する信号の送信を行うことによって、自身が正常に動作していることをDC3A及びECU4B,4Cに通知する処理を行う。この通知処理部41dによる周期的な信号送信は、いわゆるキープアライブの機能であり、以下ではこの周期的に送信される信号をキープアライブ信号と呼ぶ。本実施の形態において通知処理部41dは、MAC判定部41bにてMACが不正であると判定された場合に、不正判定に関する情報をキープアライブ信号に含めて送信することにより、DC3Aへ不正なMACを検出した旨を通知する。このときに通知処理部41dは、例えば不正なMACを検出した回数、不正と判定したMACのセキュリティレベル、又は、不正と判定したMACが付されたメッセージのID等の情報をキープアライブ信号に含めることができる。
The
本実施の形態に係る車載通信システムでは、上述のようにDC3Aが不正なMACの検出に応じて通知メッセージの送信を行う。このDC3Aの通知メッセージの送信タイミングには、以下の3つのバリエーションが採用され得る。DC3Aは、通知メッセージに関する3つの送信タイミングについて、いずれを採用してもよい。
(1)即時通知
(2)単数合意通知
(3)複数合意通知
In the in-vehicle communication system according to the present embodiment, the
(1) Immediate notification (2) Single agreement notification (3) Multiple agreement notification
図8は、DC3Aの通知メッセージの送信タイミングを説明するための模式図である。本図は横軸を時刻tとしたタイミングチャートであり、DC3Aが不正なMACを検出したタイミングを時刻t0としている。またDC3Aが、1番目のECUから不正なMACを検知した旨を通知するキープアライブ信号を受信したタイミングを時刻t1とし、2番目のECUから同様のキープアライブ信号を受信したタイミングを時刻t2とし、3番目のECUから同様のキープアライブ信号を受信したタイミングを時刻t3としている。なお本例では、図3及び図4等に示したネットワーク構成ではなく、より多くのECUがCANバスを介してDC3Aに接続されているネットワーク構成を想定している。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the transmission timing of the notification message of DC3A. This figure is a timing chart in which the horizontal axis is time t, and the timing at which
(1)即時通知
DC3Aは、自身が受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部31bが不正であると判定した後、速やかに通知メッセージを送信する。この場合にDC3Aは、自身のMAC判定部31bの判定のみに基づいて通知メッセージの送信を行う。通知メッセージを最も早いタイミングで送信することができる方法である。
(1)
(2)単数合意通知
DC3Aは、自身が受信したメッセージに付されたMACについて、MAC判定部31bが不正であると判定した後、他のECUが定期的に送信するキープアライブ信号の受信を待つ。いずれかのECUから不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合、DC3Aは、通知の必要なECUに対して通知メッセージの送信を行う。ECUは、キープアライブ信号に、例えば検出した不正なMACのセキュリティレベル又はこのMACが付されていたメッセージのID等に対応付けて、前回のキープアライブ信号の送信後に不正なMACを検出した回数等の情報を含めて送信する。DC3Aは、いずれか1つのECUから、自身が不正なMACを検出したセキュリティレベルと同じセキュリティレベルについて、不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合に、このセキュリティレベルより低いセキュリティレベルが設定されたECUへ通知メッセージを送信する。DC3Aは、ECUからのキープアライブ信号の受信後、速やかに通知メッセージを送信する。DC3Aが自身の判断のみでなく、少なくとも他の1つのECUの判断を待って通知メッセージを送信する構成であり、通知メッセージの信頼性を高めることができる。
(2) Single Agreement Notification DC3A waits for reception of a keep-alive signal periodically transmitted by another ECU after the
(3)複数合意通知
DC3Aは、不正と判定したMACのセキュリティレベル以上のセキュリティレベルが設定された複数のECUについて、所定数(例えば過半数)のECUから不正なMACを検出した旨の情報を含むキープアライブ信号を受信した場合に、このセキュリティレベルより低いセキュリティレベルが設定されたECUへ通知メッセージを送信する。図示の例では、3つのECUからのキープアライブ信号を受信した後、DC3Aは速やかに通知メッセージを送信している。DC3Aが複数のECUからのキープアライブ信号を待って通知メッセージを送信することによって、通知メッセージの信頼性をより向上することができる。
(3) Multiple agreement notification DC3A includes information to the effect that an unauthorized MAC has been detected from a predetermined number (for example, a majority) of ECUs for which a security level equal to or higher than the security level of the MAC determined to be unauthorized has been set. When the keep-alive signal is received, a notification message is sent to the ECU set to a security level lower than this security level. In the illustrated example, DC3A immediately sends a notification message after receiving keep-alive signals from the three ECUs. By having
図9は、本実施の形態に係るECU4Aが行うメッセージの受信処理の手順を示すフローチャートである。なお、他のECU4B~4Iについても同様の処理を行っている。本実施の形態に係るECU4Aの処理部41の送受信処理部41cは、CAN通信部43にて他のECU4B,4C又はDC3Aからのメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS1)。メッセージを受信していない場合(S1:NO)、送受信処理部41cは、メッセージを受信するまで待機する。メッセージを受信した場合(S1:YES)、送受信処理部41cは、受信したメッセージに付されたMACを取得する(ステップS2)。
FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of message reception processing performed by the
処理部41のMAC判定部41bは、ステップS2にて取得したMACが正しいものであるか否かを判定する(ステップS3)。このときにMAC判定部41bは、鍵記憶部42bに記憶された暗号鍵を用いて受信メッセージから生成したMACと、ステップS2にて取得したMACとが一致するか否かに応じて、MACの正否を判定する。MACが正しいものである場合(S3:YES)、送受信処理部41cは、メッセージの受信処理を終了する。
The
MACが正しいものでない場合(S3:NO)、送受信処理部41cは、受信したメッセージを破棄する(ステップS4)。またECU4Aは、例えば記憶部42にセキュリティレベル毎のMACのエラー数を記憶している。送受信処理部41cは、ステップS3にて不正と判定したMACのセキュリティレベルに対応するエラー数を記憶し(ステップS5)、メッセージの受信処理を終了する。
If the MAC is not correct (S3: NO), the transmission/
図10は、本実施の形態に係るECU4Aが行うキープアライブ信号の送信処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係るECU4Aの処理部41の通知処理部41dは、周期的に送信するキープアライブ(KA)信号の送信タイミングに至ったか否かを判定する(ステップS11)。キープアライブ信号の送信タイミングに至っていない場合(S11:NO)、通知処理部41dは、キープアライブ信号の送信タイミングに至るまで待機する。キープアライブ信号の送信タイミングに至った場合(S11:YES)、通知処理部41dは、記憶部42に記憶したセキュリティレベル毎のエラー数を参照することにより、MACに関するエラーの有無を判定する(ステップS12)。
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the keep-alive signal transmission process performed by the
エラーが発生していない場合(S12:NO)、即ち前回のキープアライブ信号の送信から不正なMACを検出していない場合、通知処理部41dは、不正なMACに関する情報を含まない、通常のキープアライブ信号を送信する必要がある。そこで、処理部41のMAC生成部41aは、通常のキープアライブ信号についてMACを生成して付与する(ステップS15)。通知処理部41dは、MACが付与されたキープアライブ信号をCAN通信部43にて送信し(ステップS16)、処理を終了する。
If no error has occurred (S12: NO), that is, if no unauthorized MAC has been detected since the transmission of the previous keep-alive signal, the
エラーが発生していた場合(S12:YES)、通知処理部41dは、例えば記憶部42に記憶していたセキュリティレベル毎のエラー数等のような、不正なMACの検出に係る情報をキープアライブ信号に付与する(ステップS13)。また通知処理部41dは、記憶部42に記憶していたセキュリティレベル毎のエラー数を初期化する(ステップS14)。その後、MAC生成部41aは、不正MACの情報が付与されたキープアライブ信号についてMACを生成して付与する(ステップS15)。通知処理部41dは、MACが付与されたキープアライブ信号をCAN通信部43にて送信し(ステップS16)、処理を終了する。
If an error has occurred (S12: YES), the
図11は、本実施の形態に係るDC3Aが行う通知メッセージの送信処理の手順を示すフローチャートであり、上記の(1)即時通知の場合の手順である。本実施の形態に係るDC3Aの処理部31の送受信処理部31cは、CAN通信部33にてECU4A~4Cからのメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS21)。メッセージを受信していない場合(S21:NO)、送受信処理部31cは、メッセージを受信するまで待機する。メッセージを受信した場合(S21:YES)、送受信処理部31cは、受信したメッセージに付されたMACを取得する(ステップS22)。
FIG. 11 is a flow chart showing the procedure of notification message transmission processing performed by the
処理部31のMAC判定部31bは、ステップS22にて取得したMACが正しいものであるか否かを判定する(ステップS23)。このときにMAC判定部31bは、図6に示したテーブルを参照することによって、受信したメッセージに付されたMACの正否判定に用いるべき暗号鍵を判断する。MAC判定部31bは、鍵記憶部32bに記憶された暗号鍵を用いて受信メッセージから生成したMACと、ステップS22にて取得したMACとが一致するか否かに応じて、MACの正否を判定する。MACが正しいものである場合(S23:YES)、送受信処理部41cは、通知メッセージを送信することなく、処理を終了する。
The
MACが正しいものでない場合(S23:NO)、送受信処理部41cは、受信したメッセージを破棄する(ステップS24)。次いで処理部31の通知処理部31dは、不正なMACを検出した旨を通知する通知メッセージを生成する(ステップS25)。通知メッセージには、例えば不正と判定したMACのセキュリティレベル、又は、このMACが付されていたメッセージのID等の情報が含まれる。処理部31のMAC生成部31aは、ステップS25にて生成した通知メッセージに対してMACを生成して付与する(ステップS26)。このときにMAC生成部31aは、通知メッセージを送信すべきECU4A~4Cについて記憶している通知用の鍵情報を鍵記憶部32bから読み出し、ECU4A~4C毎にそれぞれ異なるMACを生成する。このため、複数のECU4A~4Cに対して通知メッセージを送信する場合には、異なるMACが付された複数の通知メッセージが生成される。通知処理部31dは、MACが付された通知メッセージをCAN通信部33にて送信し(ステップS27)、処理を終了する。
If the MAC is not correct (S23: NO), the transmission/
図12は、本実施の形態に係るDC3Aが行う通知メッセージの送信処理の手順を示すフローチャートであり、上記の(2)単数合意通知の場合の手順である。本実施の形態に係るDC3Aの処理部31の送受信処理部31cは、CAN通信部33にてECU4A~4Cからのメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS31)。メッセージを受信していない場合(S31:NO)、送受信処理部31cは、メッセージを受信するまで待機する。メッセージを受信した場合(S31:YES)、送受信処理部31cは、受信したメッセージに付されたMACを取得する(ステップS32)。処理部31のMAC判定部31bは、ステップS32にて取得したMACが正しいものであるか否かを判定する(ステップS33)。MACが正しいものである場合(S33:YES)、送受信処理部41cは、通知メッセージを送信することなく、処理を終了する。MACが正しいものでない場合(S33:NO)、送受信処理部31cは、受信したメッセージを破棄する(ステップS34)。
FIG. 12 is a flow chart showing the procedure of notification message transmission processing performed by the
その後、通知処理部31dは、ECU4A~4Cから送信されるキープアライブ信号をCAN通信部33にて受信したか否かを判定する(ステップ35)。キープアライブ信号を受信した場合(S35:YES)、通知処理部31dは、受信したキープアライブ信号に付されたMACが正しいものであることを確認した後、受信したキープアライブ信号に不正なMACの検出に係る情報が付されていたか否かを判定する(ステップS36)。キープアライブ信号に不正MACの情報が付されていた場合(S36:YES)、通知処理部31dは、キープアライブ信号に付された情報に示される不正MACの判定結果と、ステップS33にて行った自身の不正MACの判定結果とが一致するか否かを判定する(ステップS37)。
Thereafter, the
ECU4A~4Cからキープアライブ信号を受信していない場合(S35:NO)、受信したキープアライブ信号に不正MACの情報が付されていない場合(S36:NO)、又は、キープアライブ信号に付された情報に示される判定結果が自身の判定結果と一致しない場合(S37:NO)、通知処理部31dは、ステップS35へ処理を戻し、自身の判定結果と一致する不正MACの情報が付されたキープアライブ信号を受信するまで待機する。
If the keep-alive signal is not received from the
キープアライブ信号に付された情報に示される判定結果が自身の判定結果に一致する場合(S37:YES)、通知処理部31dは、不正なMACを検出した旨を通知する通知メッセージを生成し、この通知メッセージに通知用の鍵情報を用いたMACを付して、MACが付された通知メッセージをCAN通信部33にて送信し(ステップS38)、処理を終了する。
If the determination result indicated by the information attached to the keep-alive signal matches its own determination result (S37: YES), the
なお、上記(3)複数合意通知の場合の通知メッセージの送信処理の手順では、上記のステップS35~S37に示したキープアライブ信号に関する処理を、複数のECU4A~4Cについて繰り返し行えばよい。この場合のフローチャートの図示、及び、手順の詳細な説明は省略する。
In the above (3) procedure of notification message transmission processing in the case of multiple agreement notification, the processing related to the keep-alive signal shown in steps S35 to S37 may be repeated for a plurality of
以上の構成の本実施の形態に係る車載通信システムは、共通のCANバスにDC3A及び複数のECU4A~4Cが接続される。複数のECU4A~4Cは、複数のセキュリティレベル(レベル1,2)に分類され、セキュリティレベル毎に共通鍵(鍵a,b)が定められる。各ECU4A~4Cは、自身のセキュリティレベルに応じて一又は複数の鍵a,bを鍵記憶部42bに記憶しておき、記憶した鍵a,bを用いて生成したMACをメッセージに付して送信すると共に、受信したメッセージに付されたMACの正否を判定する。異なる鍵a,bを用いて生成されたMACが付されたメッセージが共通のCANバス上で送受信されるため、各ECU4A~4Cは、自身が有する鍵a,bと同じ鍵a,bで生成されたMACが付されたメッセージの正否を判定できるが、自身が有しない鍵a,bで生成されたMACが付されたメッセージに成否は判定できない。
In the in-vehicle communication system according to the present embodiment having the above configuration,
DC3Aは、各セキュリティレベルの鍵a,bを鍵記憶部32bに記憶しておき、受信したメッセージに付されたMACに対応する鍵a,bを用いて判定を行う。DC3Aは、共通のCANバスを介して送受信される全てのメッセージについて、メッセージに付されたMACの正否を判定できる。DC3Aは、不正なMACが付されたメッセージを受信した場合、このMACの判定に用いた鍵a,bを有していないECU4A~4Cに対して通知メッセージを送信する。
The
これにより各ECU4A~4Cは、自身が記憶している鍵a,bでMACの正否を判定できるメッセージについては自身で判定を行い、自身で判定できないメッセージについてはDC3Aからの通知メッセージを受信することで、共通のCANバスに不正なメッセージが送信されたことを判断できる。よって共通のCANバスに異なるセキュリティレベルのECU4A~4Cが混在することができる。
As a result, each
また本実施の形態に係る車載通信システムでは、メッセージに対して複数のMACを付すことが可能である。ECU4A~4Cは、自身のセキュリティレベルに対して定められた鍵a,bと、自身のセキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた鍵a,bとを記憶しておく。複数の鍵a,bを記憶しているECU4A~4Cは、この複数の鍵a,bを用いて複数のMACを生成し、生成した複数のMACをメッセージに付して送信する。これによりECU4A~4Cは、自身と同じセキュリティレベルのECU4A~4Cと、これより低いセキュリティレベルのECU4A~4Cとにメッセージを送信することが可能となる。
Moreover, in the in-vehicle communication system according to the present embodiment, it is possible to attach a plurality of MACs to a message. Each of the
また本実施の形態に係る車載通信システムでは、複数のMACが付されたメッセージを受信したECU4A~4Cは、自身が記憶している鍵a,bを用いて正否を判定可能な少なくとも1つのMACについて正否判定を行う。これによりECU4A~4Cは、自身のセキュリティレベルより高いセキュリティレベルのECU4A~4Cが送信したメッセージであっても、自身が記憶している鍵a,bで正否を判定可能なMACが付されたメッセージであれば、メッセージの正否を判定して受信することが可能となる。よって、共通のCANバスに接続された複数のECU4A~4Cは、異なるセキュリティレベルのECU4A~4Cを含む複数のECU4A~4Cに対して、メッセージの一斉送信を行うことが可能である。
In addition, in the in-vehicle communication system according to the present embodiment, each of the
また本実施の形態に係る車載通信システムでは、受信したメッセージに付されたMACが正しくないと判定した場合、各ECU4A~4CはDC3Aに対する通知を、キープアライブ信号を用いて行う。DC3Aは、メッセージに付されたMACが正しくないと自身で判断し、且つ、ECU4A~4Cからの通知を受けた場合に、不正なMACを検出した旨の通知メッセージをECU4A~4Cに対して送信する。これによりDC3AからECU4A~4Cへの通知メッセージの信頼性を高めることができる。またキープアライブ信号を用いてECU4A~4CからDC3Aへの通知を行うことにより、ECU4A~4CからDC3Aへの通知が通常のメッセージ送受信を阻害することを防止できる。DC3Aは、キープアライブ信号に含まれる情報を基に通信に関する異常を検出することができ、またキープアライブ信号が受信されない場合にも何らかの異常の発生を検出することができる。
Further, in the in-vehicle communication system according to the present embodiment, when it is determined that the MAC attached to the received message is incorrect, each of the
なお本実施の形態においては、DC3AからECU4A~4Cへの通知メッセージに付すMACの生成及び判定のために、各ECU4A~4Cが個別の鍵α,β,γを記憶する構成としたが、これに限るものではない。DC3A及びECU4A~4Cが通知メッセージを送受信するために特別な暗号鍵を有していない構成であってもよい。また通知メッセージは、各ECU4A~4Cへ個別に送信されるのではなく、全ECU4A~4Cに一斉送信されてもよい。
In the present embodiment, each
また、図示した車載通信システムの装置構成、ネットワーク構成及びシステム構成等は、一例であって、これに限るものではない。また図6のテーブルに示したセキュリティレベルの分類及び共通鍵の割り当て等は、一例であって、これに限るものではない。 Also, the illustrated device configuration, network configuration, system configuration, and the like of the in-vehicle communication system are examples, and are not limited to these. Also, the security level classification, common key allocation, and the like shown in the table of FIG. 6 are merely examples, and are not limited to these.
<実施の形態2>
図13は、実施の形態2に係るDC3A及びECU4A~4Cによるメッセージ送受信の一例を示す模式図である。実施の形態2に係る車載通信システムでは、各ECU4A~4Cは自身のセキュリティレベルに応じた1つの鍵a,bのみを記憶し、自身のセキュリティレベルより低いセキュリティレベルの鍵a,bを記憶しない。各ECU4A~4Cは、自身が記憶している1つの鍵a,bを用いてMACを生成し、1つのMACを付したメッセージを送信する。図示の例では、セキュリティレベル2に対応する鍵bを記憶したECU4Aは、鍵bを用いたMAC(b)を生成し、メッセージにMAC(b)を付して送信する。このメッセージは、鍵bを記憶していないECU4B,4Cでは受信されない。DC3Aは、全セキュリティレベルの鍵a,bを記憶しており、受信したメッセージに付されたMAC(b)に対応する鍵bを用いて、このメッセージの正否を判定することができる。
<
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of message transmission/reception by
実施の形態2に係る車載通信システムでは、ECU4A~4Cは、自身と同じ鍵a,bを有していない他のECU4A~4Cとの間で直接的なメッセージの送受信を行うことができない。そこで実施の形態2に係るDC3Aは、異なるセキュリティレベル間でのメッセージを中継する処理を行う。図示の例では、ECU4AからMAC(b)が付されたメッセージを受信したDC3Aは、自身が記憶している鍵bを用いてこのメッセージが正当なものであると判定した後、自身が記憶している鍵aを用いてこのメッセージにMAC(a)を生成して付与し、MAC(a)を付したメッセージをECU4B,4Cへ送信する。ECU4B,4Cは、自身が記憶している鍵aを用いて、DC3Aからのメッセージに付されたMAC(a)の正否を判定し、このメッセージを受信することができる。
In the in-vehicle communication system according to the second embodiment, the
DC3Aは、受信したメッセージに付されたMACが不正と判定した場合に通知メッセージを送信する。実施の形態1においては、不正なMACのセキュリティレベルより低いセキュリティレベルのECU4A~4Cに対してDC3Aが通知メッセージを送信した。これに対して実施の形態2に係るDC3Aは、不正なMACのセキュリティレベルとは異なるセキュリティレベルのECU4A~4Cに対して通知メッセージを送信する。図示の例では、例えばECU4Bが送信したメッセージに付されたMAC(a)が不正であると判定した場合、DC3Aは、MAC(a)のセキュリティレベル1とは異なるセキュリティレベル2のECU4A、即ちMAC(a)の判定に必要な鍵aを有していないECU4Aに対して通知メッセージを送信する。
DC3A transmits a notification message when it determines that the MAC attached to the received message is invalid. In the first embodiment, the
図14は、実施の形態2に係るDC3Aが行う処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態2に係るDC3Aの処理部31の送受信処理部31cは、CAN通信部33にてECU4A~4Cからのメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS41)。メッセージを受信していない場合(S41:NO)、送受信処理部31cは、メッセージを受信するまで待機する。メッセージを受信した場合(S41:YES)、送受信処理部31cは、受信したメッセージに付されたMACを取得する(ステップS42)。
FIG. 14 is a flow chart showing a procedure of processing performed by the
処理部31のMAC判定部31bは、ステップS42にて取得したMACが正しいものであるか否かを判定する(ステップS43)。MACが正しいものでない場合(S43:NO)、送受信処理部41cは、受信したメッセージを破棄する(ステップ44)。次いで処理部31の通知処理部31dは、不正なMACを検出した旨を通知する通知メッセージを生成する(ステップS45)。処理部31のMAC生成部31aは、ステップS45にて生成した通知メッセージに大したMACを生成して付与する(ステップS46)。通知処理部31dは、MACが付された通知メッセージをCAN通信部33にて送信し(ステップS47)、処理を終了する。
The
MACが正しいものである場合(S43:YES)、送受信処理部41cは、正しいと判定したMACとは異なるセキュリティレベルの暗号鍵を鍵記憶部32bから読み出して、受信したメッセージに対する異なるセキュリティレベルのMACを生成する(ステップS48)。送受信処理部41cは、受信したメッセージに付されたMACを削除し、ステップS48にて生成したMACをメッセージに付すことによって、メッセージのMACを交換する(ステップS49)。送受信処理部41cは、MACを交換したメッセージをCAN通信部33にて送信することで、異なるセキュリティレベル間でのメッセージを中継し(ステップS50)、処理を終了する。
If the MAC is correct (S43: YES), the transmission/
以上の構成の実施の形態2に係る車載通信システムでは、メッセージに対して1つのMACが付される。ECU4A~4Cは、自身のセキュリティレベルに対して定められた1つの鍵a,bを記憶しておき、この鍵a,bを用いて1つのMACを生成し、生成した1つのMACをメッセージに付して送信する。これにより、各ECU4A~4Cの構成を容易化することができる。また異なるセキュリティレベルのECU4A~4Cを分離して扱うことが容易化される。
In the in-vehicle communication system according to
また実施の形態2に係るDC3Aは、ECU4A~4Cが送信したメッセージを受信してMACの正否を判定し、正しいと判定したメッセージ対して判定に用いた鍵a,bとは異なる鍵a,bを用いて生成したMACを付し、新たなMACが付されたメッセージをCANバスに対して送信する。これによりDC3Aは、セキュリティレベルが異なるECU4A~4C間のメッセージの送受信を中継することが可能となる。各ECU4A~4Cは、DC3Aを介して、CANバスに接続された全てのECU4A~4Cに対してメッセージを送信することが可能となる。
Further, the
なお、実施の形態2に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態1に係る車載通信システムと同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
Other configurations of the on-vehicle communication system according to
<実施の形態3>
図15は、実施の形態3に係るDC303A及びECU304A~304Cによるメッセージ送受信の一例を示す模式図である。実施の形態3に係る車載通信システムでは、共通のCANバスに接続された複数のECU304A~304Cは、それぞれ異なる鍵x~zを1つ記憶している。このCANバスに接続されたDC303Aは、ECU304A~304Cの鍵x~zを記憶している。各ECU304A~304Cは、自身が記憶している1つの鍵x~zを用いてMACを生成し、1つのMACを付したメッセージを送信する。図示の例では、鍵xを記憶したECU304Aは、鍵xを用いたMAC(x)を生成し、メッセージにMAC(x)を付して送信する。
<
FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of message transmission/reception by
実施の形態3に係る車載通信システムでは、各ECU304A~304Cは、受信したメッセージに付されたMACの正否を判定しない。このため、ECU403Aが送信したMAC(x)が付されたメッセージは、鍵xを記憶していないECU304B,304Cでも受信することが可能である。ECU304B,304Cは、受信したメッセージに付されたMAC(x)の正否を判定することなく、このメッセージを自身の処理に用いる。
In the in-vehicle communication system according to
実施の形態3に係る車載通信システムでは、ECU403A~403Cが送信したメッセージに付されたMACの正否判定は、DC303Aで行われる。実施の形態3に係る車載通信システムにて送受信されるメッセージは、CANの通信プロトコルのデータフレームの構成が採用され得る。CANのデータフレームは、例えばスタートオブフレーム、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、CRCフィールド、ACKフィールド及びエンドオブフレーム等の複数のフィールドで構成されている。MACは、例えばデータフィールドの一部に格納される。
In the in-vehicle communication system according to the third embodiment,
図16は、実施の形態3に係るDC303Aによるメッセージの破棄を説明するための模式図である。実施の形態3に係るDC303Aは、いずれかのECU304A~304CによるCANバスに対するメッセージの送信を監視している。メッセージの送信が開始された後、DC303Aは、データフィールドの送信が完了した時点で、データフィールドに含まれるMACの正否を判定する。DC303Aは、MACが不正であると判定した場合、このメッセージの送信が完了する前に、CANの通信プロトコルに規定されたエラーフレームを送信することによって、このメッセージの送信を阻害する。これにより不正なMACが付されたメッセージの送信は中断され、ECU304A~304Cではこのメッセージが破棄される。
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining message discarding by
なお実施の形態3に係るDC303Aが行うMACの判定及びエラーフレームの送信等の処理は、ECU304A~304Cによりメッセージ送信が完了する前に実施される必要がある。このためこれらの処理は、DC303Aの処理部31が行うのではなく、CAN通信部33が行うことが好ましい。
Processing such as MAC determination and error frame transmission performed by
また、DC303AがECU304A~304Cに対してメッセージを破棄させる方法は、エラーフレームの送信に限らない。例えばDC303Aは、メッセージに含まれる所定ビットのデータを反転させる信号をCANバスに対して出力することで、ECU304A~304Cに破棄させる構成としてもよい。DC303Aは、メッセージの送信が完了する前に、このメッセージをECU304A~304Cが正当なメッセージと判断できないよう変化させることによって、ECU304A~304Cにメッセージを破棄させることができる。
Further, the method by which
図17は、実施の形態3に係るDC303Aが行う処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態3に係るDC303Aは、CANバスに接続されたいずれかのECU304A~304Cによるメッセージ送信の有無を判定する(ステップS61)。メッセージ送信がなされていない場合(S61:NO)、DC303Aは、メッセージ送信がなされるまで待機する。メッセージ送信がなされている場合(S61:YES)、DC303Aは、このメッセージに含まれるMACの送信が終了したか否かを判定する(ステップS62)。MACの送信が終了していない場合(S62:NO)、DC303Aは、MACの送信が終了するまで待機する。
FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of processing performed by
MACの送信が終了した場合(S62:YES)、DC303Aは、送信中のメッセージについてMACが正しいか否かの判定を行う(ステップS63)。MACが正しくないと判定した場合(S63:NO)、DC303Aは、このメッセージの送信が完了する前に、CANバスに対してエラーフレームを送信し(ステップS64)、処理を終了する。MACが正しいと判定した場合(S63:YES)、DC303Aは、このメッセージを受信して(ステップS65)、処理を終了する。
When the transmission of the MAC has ended (S62: YES), the
以上の構成の実施の形態3に係る車載通信システムは、共通のCANバスに接続された複数のECU304A~304Cに対し、個別の鍵x,y,zが定められる。ECU304A~304Cは、自身に対して定められた鍵x,y,zを記憶しておき、この鍵x,y,zを用いて生成したMACをメッセージに付して送信する。DC303Aは、共通のCANバスに接続された各ECU304A~304Cに対して定められた鍵x,y,zを記憶しておき、CANバスに送信されたメッセージに付されたMACの正否を、記憶したいずれかの鍵x,y,zを用いて判定する。これにより、共通のCANバスに接続された複数のECU304A~304Cがセキュリティ的に個別に分離され、各ECU304A~304CがDC303Aとそれぞれ個別にメッセージの送受信を行う態様となるため、セキュリティ性を高めることができる。
In the vehicle-mounted communication system according to
また実施の形態3に係る車載通信システムでは、各ECU304A~304Cが自身の鍵x,y,zを用いて、受信したメッセージに付されたMACの正否を判定する。DC303Aは、受信したメッセージに付されたMACが正しいと判定した場合、判定に用いた鍵x,y,zとは異なる鍵x,y,zを用いてMACを生成し、生成したMACを付したメッセージをCANバスへ送信する。これによりDC303Aは、ECU304A~304Cの間のメッセージ送受信を中継することができる。ECU304A~304Cは、DC303Aを介することで他のECU304A~304Cとの間でメッセージを送受信することができる。
Further, in the vehicle-mounted communication system according to the third embodiment, each of the
また実施の形態3に係る車載通信システムでは、ECU304A~304Cのメッセージ送信完了前に、DC303Aがこのメッセージに付されたMACの正否を判定する。DC303Aは、MACが正しくないと判定した場合、このメッセージの送信完了前にエラーフレームを送信することによって、ECU304A~304Cに対してこのメッセージを破棄させる。これにより各ECU304A~304Cは、メッセージに付されたMACの正否を判定する必要がなく、DC303Aにより破棄させられなかったメッセージについてMACの正否を判定することなく受信してその後の処理に用いることができる。
Further, in the in-vehicle communication system according to the third embodiment,
なお実施の形態3においては、ECU304A~304Cがメッセージに付されたMACの正否を判定せず、DC303AがMACの正否を判定して不正なメッセージを破棄させる構成としたが、これに限るものではない。実施の形態1,2と同様に、各ECU304A~304C及びDC303AがMACの正否を判定し、不正なMACを検出した場合にDC303AがECU304A~304Cへ通知メッセージを送信する構成であってもよい。また逆に、実施の形態1,2に係る車載通信システムもDC3Aが通知メッセージを送信するのではなく、メッセージの送信完了前にエラーフレームを送信することによって不正なメッセージを破棄させる構成としてもよい。
In the third embodiment, the
なお、実施の形態3に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態1に係る車載通信システムと同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
Since other configurations of the on-vehicle communication system according to
今回開示された実施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。本発明の範囲は、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。 The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and should be considered not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the meaning described above, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1 車両
2 CGW
3A~3C DC
4A~4I ECU
31 処理部
31a MAC生成部
31b MAC判定部
31c 送受信処理部
31d 通知処理部
32 記憶部
32a プログラム
32b 鍵記憶部
33 CAN通信部
34 イーサネット通信部
41 処理部
41a MAC生成部
41b MAC判定部
41c 送受信処理部
41d 通知処理部
42 記憶部
42a プログラム
42b 鍵記憶部
43 CAN通信部
98,99 記録媒体
303A DC
304A~304C ECU
1
3A-3C DC
4A-4I ECUs
31
304A-304C ECUs
Claims (5)
前記車載通信装置毎に暗号鍵が定められており、
前記車載通信装置は、
自身に対して定められた暗号鍵を記憶する第1記憶部と、
前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する第1認証子生成部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記第1記憶部に記憶された暗号鍵を用いて判定する第1認証子判定部と
を有し、
前記車載通信制御装置は、
各車載通信装置の暗号鍵を記憶する第2記憶部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を、前記第2記憶部に記憶された対応する暗号鍵を用いて判定する第2認証子判定部と、
前記第2認証子判定部が受信したメッセージに付された認証子が正しいと判定した場合に、当該認証子の判定に用いられた暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて、別の認証子を生成する第2認証子生成部と、
前記受信したメッセージに前記第2認証子生成部が生成した別の認証子を付して送信することで、異なるセキュリティレベルの車載通信装置間のメッセージ送受信を中継する中継部と
を有する、車載通信システム。 An in-vehicle communication system comprising: a plurality of in-vehicle communication devices connected to a common communication line; and an in-vehicle communication control device connected to the common communication line and performing control related to communication of the plurality of in-vehicle communication devices. ,
An encryption key is determined for each in-vehicle communication device,
The in-vehicle communication device
a first storage unit that stores an encryption key determined for itself;
a first authenticator generating unit that generates an authenticator attached to a message to be transmitted using the encryption key stored in the first storage unit ;
a first authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the encryption key stored in the first storage unit;
has
The in-vehicle communication control device,
a second storage unit that stores an encryption key for each in-vehicle communication device;
a second authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the corresponding encryption key stored in the second storage unit ;
When the second authenticator determination unit determines that the authenticator attached to the received message is correct, another authenticator is generated using an encryption key different from the encryption key used for the determination of the authenticator. a second authenticator generating unit to generate;
a relay unit that relays message transmission/reception between in-vehicle communication devices having different security levels by attaching another authenticator generated by the second authenticator generation unit to the received message and transmitting the received message;
An in-vehicle communication system.
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
自身のセキュリティレベルに応じた共通鍵を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す認証子を生成する認証子生成部と、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定する認証子判定部と、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと前記認証子判定部が判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う通知部と
を備え、
メッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、
前記記憶部は、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と、当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵と記憶し、
前記認証子生成部は、前記記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成する、
車載通信装置。 An in-vehicle communication device connected to a common communication line,
A plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line are classified into a plurality of security levels, and a common key is determined for each security level,
a storage unit that stores a common key corresponding to its own security level;
an authenticator generating unit that generates an authenticator attached to a message to be transmitted using the common key stored in the storage unit;
an authenticator determination unit that determines whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the common key stored in the storage unit;
a notifying unit that notifies another device connected to the common communication line when the authenticator determining unit determines that the authenticator attached to the received message is incorrect ,
A message can have multiple authenticators,
The storage unit stores a common key determined for its own security level and a common key determined for a security level lower than the security level,
The authenticator generating unit uses one or more common keys stored in the storage unit to generate one or more authenticators attached to a message to be transmitted.
In-vehicle communication device.
前記車載通信装置が送受信するメッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵及び当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵を記憶部に記憶しておき、
前記記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成し、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う
処理を実行させる、コンピュータプログラム。 A computer program that causes an in-vehicle communication device connected to a common communication line to perform processing related to communication,
A plurality of authenticators can be attached to a message transmitted and received by the in-vehicle communication device,
A plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line are classified into a plurality of security levels, and a common key is determined for each security level. storing a common key determined for a security level lower than the security level in a storage unit;
generating one or more authenticators attached to a message to be transmitted using one or more common keys stored in the storage unit;
determining whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the common key stored in the storage unit;
A computer program for executing a process of notifying other devices connected to the common communication line when it is determined that an authenticator attached to a received message is incorrect.
前記車載通信装置が送受信するメッセージには複数の認証子を付すことが可能であり、
前記共通の通信線に接続される複数の車載通信装置は複数のセキュリティレベルに分類され、前記セキュリティレベル毎に共通鍵が定められており、
自身のセキュリティレベルに対して定められた共通鍵及び当該セキュリティレベルより低いセキュリティレベルに対して定められた共通鍵を記憶部に記憶しておき、
前記記憶部に記憶された一又は複数の共通鍵を用いて、送信するメッセージに対して付す一又は複数の認証子を生成し、
受信したメッセージに付された認証子の正否を前記記憶部に記憶された共通鍵を用いて判定し、
受信したメッセージに付された認証子が正しくないと判定した場合に、前記共通の通信線に接続された他の装置に対して通知を行う、
通信方法。 A communication method in which an in-vehicle communication device connected to a common communication line performs processing related to communication,
A plurality of authenticators can be attached to a message transmitted and received by the in-vehicle communication device,
A plurality of in-vehicle communication devices connected to the common communication line are classified into a plurality of security levels, and a common key is determined for each security level,
storing a common key determined for its own security level and a common key determined for a security level lower than the security level in a storage unit;
generating one or more authenticators attached to a message to be transmitted using one or more common keys stored in the storage unit;
determining whether the authenticator attached to the received message is correct or not using the common key stored in the storage unit;
notifying other devices connected to the common communication line when it is determined that the authenticator attached to the received message is incorrect;
Communication method.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016021623A (en) | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 国立大学法人名古屋大学 | Communication system, communication control device, and unauthorized information transmission prevention method |
JP2016116075A (en) | 2014-12-15 | 2016-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle communication system |
JP2017028345A (en) | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Gateway device and control method thereof |
JP2017050719A (en) | 2015-09-02 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle network system |
US20180131522A1 (en) | 2016-11-07 | 2018-05-10 | Ford Global Technologies, Llc | Controller area network message authentication |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3688830B2 (en) * | 1995-11-30 | 2005-08-31 | 株式会社東芝 | Packet transfer method and packet processing apparatus |
-
2022
- 2022-08-25 JP JP2022134013A patent/JP7328419B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016021623A (en) | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 国立大学法人名古屋大学 | Communication system, communication control device, and unauthorized information transmission prevention method |
JP2016116075A (en) | 2014-12-15 | 2016-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle communication system |
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