TW201539014A - 位置資訊認證系統、測位終端、及位置資訊取得裝置 - Google Patents

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Abstract

提供具備測位終端和認證中心裝置和位置資訊取得裝置的位置資訊認證系統、測位終端、及位置資訊取得裝置。認證中心裝置係具備中心側衛星收訊部、中心側認證資料作成部、認證資料送訊部。測位終端係具備終端側衛星收訊部、金鑰收訊部、終端側認證資料作成部、認證判斷部、已認證作成部、終端側送訊部。位置資訊取得裝置係具備終端資料取得部、金鑰取得部、比較資料作成部、終端判斷部。

Description

位置資訊認證系統、測位終端、及位置資訊取得裝置
本揭露係有關於，用來算出位置資訊而可進行從航法衛星所接收之航法訊息之認證的位置資訊認證系統、該認證系統所具備的測位終端、位置資訊取得裝置。
從全球定位系統(以下簡稱GPS)等之航法衛星系統所具備的航法衛星接收衛星電波，使用該衛星電波中所含之航法訊息來算出現在位置的測位終端，已經廣為人知。
可是，生成假的衛星電波並廣播的假衛星電波生成裝置，係存在的。使用此種假衛星電波生成裝置，懷有惡意者可令測位終端算出錯誤位置，此種疑慮是存在的。
於是，如專利文獻1所揭露，為了判斷為了算出位置資訊而從航法衛星所接收之航法訊息的信賴性，能夠認證該航法訊息的位置資訊認證系統，係被提出。
藉由該位置資訊認證系統，測位終端係可判斷，測位終端本身所接收到的航法訊息是否為已被認證中 心所認證的航法訊息。若能判斷測位終端本身所接收之航法訊息是已被認證中心所認證的航法訊息，則可判斷該航法訊息係為航法衛星所發送。
藉由專利文獻1之技術，接收航法訊息的測位終端，係可算出具有信賴性的現在位置。
本案發明人們發現以下問題。
測位終端所算出的位置資訊之用途，係除了擁有該測位終端的使用者想要得知現在位置以外，還考慮將表示測位終端所算出之現在位置的位置資訊，發送給周圍的用途。例如，考慮將位置資訊，發送至管理收費停車區域或收費道路的課金管理裝置，自動進行課金的用途。在該用途中，即使測位終端算出具有信賴性之現在位置，若測位終端，將表示與算出之現在位置不同之位置的位置資訊，發送至接收該位置資訊而進行課金處理的位置資訊取得裝置，則無法進行正確的課金。
如此，位置資訊取得裝置取得測位終端所算出之位置而進行課金等所定處理的系統中，光是讓測位終端正確算出位置仍不夠充分。測位終端係要表示測位終端本身是不會竄改位置資訊的終端，取得位置資訊的位置資訊取得裝置，係必須要能夠判斷測位終端是不會竄改位置資訊的可以信賴的終端。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國公開專利公報2013-130395號
本揭露係基於此一情事而研發，其目的在於提供一種，測位終端是支援位置資訊認證系統這件事情，可讓從該測位終端取得位置資訊的位置資訊取得裝置進行判斷的位置資訊認證系統、該測位終端、位置資訊取得裝置。
本揭露之一態樣所述之位置資訊認證系統，係具備：測位終端，係接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用該航法訊息所算出之現在位置的位置資訊，向外部進行無線送訊；和認證中心裝置，係向會發送出測位終端在認證時所使用之中心作成認證資料的通訊衛星，發送該中心作成認證資料；和位置資訊取得裝置，係接收測位終端所無線送訊的位置資訊。
認證中心裝置係具備：中心側衛星收訊部，係從航法衛星系統所具備之航法衛星接收含有航法訊息的衛星電波；和中心側認證資料作成部，係作成加密金鑰，基於該加密金鑰和中心側衛星收訊部所接收到的衛星電波中所含之航法訊息，來作成中心作成認證資料；和認證資料送訊部，係將中心側認證資料作成部所作成的中心作成 認證資料，發送至通訊衛星。
測位終端係具備：終端側衛星收訊部，係從通訊衛星接收中心作成認證資料，並且從航法衛星接收衛星電波；和金鑰收訊部，係從認證中心裝置，接收加密金鑰或能夠作成該加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料；和終端側認證資料作成部，係基於金鑰收訊部所接收到的金鑰關連資料、和從終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波所抽出的航法訊息，來作成終端作成認證資料；和認證判斷部，係將中心作成認證資料與終端作成認證資料進行比較，若為一致則判斷為終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功；和已認證作成部，係基於金鑰收訊部從認證中心裝置所接收到的金鑰關連資料，作成表示終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功的已認證資料；和終端側送訊部，係將基於航法訊息所算出的位置資訊，連同已認證作成部所作成的已認證資料，一起發送之。
位置資訊取得裝置係具備：終端資料取得部，係將終端側送訊部所發送的位置資訊及已認證資料，從通訊部加以取得；和金鑰取得部，係透過通訊部，從認證中心裝置取得金鑰關連資料；和比較資料作成部，係基於金鑰取得部所取得的金鑰關連資料，來作成用來與已認證資料進行比較所需之已認證比較資料；和終端判斷部，係將終端資料取得部所取得之已認證資料與比較資料作成 部所作成之已認證比較資料進行比較，若為一致時，則判斷測位終端係為正規的測位終端。
若依據本揭露，則測位終端係進行從航法衛星所接收到的衛星電波中所含之航法訊息之認證。為了該認證，金鑰收訊部，係將認證中心裝置在中心作成認證資料之作成時所使用過的加密金鑰或能夠作成該加密金鑰的金鑰作成資料亦即金鑰關連資料，從認證中心裝置予以接收。然後，若認證成功時，則使用從認證中心裝置所接收到的金鑰關連資料，作成表示已認證的已認證資料，將位置資訊連同該已認證資料一起發送。
如此，測位終端，係將已認證資料，使用從認證中心裝置所取得之資料亦即金鑰關連資料而加以作成，並連同位置資訊一起發送之。藉此就可證明，測位終端本身，係為可和認證中心裝置之間通訊，被認證中心裝置信賴的正規之測位終端。
又，用來作成該已認證資料所需之金鑰關連資料，係為了認證測位終端本身所接收到的衛星電波中所含之航法訊息，而從認證中心裝置被取得之。因此，用來作成已認證資料所需之資料不需要另外從認證中心裝置加以取得，因此可使作成已認證資料的處理變得簡單。
而且，將位置資訊連同已認證資料一起接收到的位置資訊取得裝置，係位置資訊取得裝置本身也從認證中心裝置取得金鑰關連資料。然後，基於所取得的金鑰關連資料，來作成用來與已認證資料進行比較所需之已認 證比較資料。終端判斷部，係藉由比較該已認證比較資料、和終端資料取得部所取得之已認證資料，就可判斷發送出位置資訊的測位終端是否為正規之測位終端。
本揭露之另一態樣所述之測位終端，係接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用該航法訊息所算出之現在位置的位置資訊，向外部進行無線送訊。測位終端係具備：終端側衛星收訊部，係將認證中心裝置所作成、為了讓測位終端中之認證所使用而發送給通訊衛星的中心作成認證資料，從通訊衛星予以接收，並且，從航法衛星系統所具備之航法衛星，接收含有航法訊息的衛星電波；和金鑰收訊部，係從認證中心裝置，接收用來作成中心作成認證資料所需之加密金鑰或能夠作成該加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料；和終端側認證資料作成部，係基於金鑰收訊部所接收到的金鑰關連資料、和從終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波所抽出的航法訊息，來作成終端作成認證資料；和認證判斷部，係將中心作成認證資料與終端作成認證資料進行比較，若為一致則判斷為終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功；和已認證作成部，係基於金鑰收訊部從認證中心裝置所接收到的金鑰關連資料，作成表示終端側衛星收訊部所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功的已認證資料；和終端側送訊部，係將基於航法訊息所算出的位置資訊，連同已認證作成部所作成的已認證資料，一起發 送之。
本揭露之另一態樣所述之位置資訊取得裝置，係從：接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用該航法訊息所算出之現在位置的位置資訊及表示所接收到之航法訊息係為認證成功的已認證資料，向外部進行無線送訊的測位終端，接收位置資訊及已認證資料。位置資訊取得裝置係具備：終端資料取得部，係將測位終端所發送的位置資訊及已認證資料，從通訊部加以取得；和金鑰取得部，係透過通訊部，從認證中心裝置，取得為了作成測位終端在認證時所使用的中心作成認證資料而由認證中心裝置所使用過的加密金鑰或能夠作成加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料；和比較資料作成部，係基於金鑰取得部所取得的金鑰關連資料，來作成用來與已認證資料進行比較所需之已認證比較資料；和終端判斷部，係將終端資料取得部所取得之已認證資料與比較資料作成部所作成之已認證比較資料進行比較，若為一致時，則判斷測位終端係為正規的測位終端。
若依據本揭露之位置資訊認證系統、該測位終端、位置資訊取得裝置，則測位終端是支援位置資訊認證系統這件事情，可讓從該測位終端取得位置資訊的位置資訊取得裝置進行判斷。
1‧‧‧位置資訊認證系統
2‧‧‧GPS衛星
3‧‧‧QZS衛星
100‧‧‧認證中心裝置
110‧‧‧監控站裝置
120‧‧‧認證中心處理裝置
122‧‧‧控制部
124‧‧‧資料記憶部
126‧‧‧通訊部
130‧‧‧主控站裝置
200‧‧‧車載機
210‧‧‧通訊部
211‧‧‧收訊部
212‧‧‧送訊部
220‧‧‧控制部
230‧‧‧衛星收訊部
300‧‧‧路側機
310‧‧‧通訊部
320‧‧‧控制部
330‧‧‧衛星收訊部
1221‧‧‧RAND訊息生成部
1222‧‧‧SEED值生成部
1223‧‧‧H矩陣計算部
1224‧‧‧同位計算部
1225‧‧‧訊號加工部
1226‧‧‧H矩陣選擇部
關於本揭露的上記及其他目的、特徵或優點，係可根據參照添附的圖式的下記之詳細說明，而更加明確。於添附圖式中，[圖1]圖1係為實施形態1的位置資訊認證系統之構成圖；[圖2]圖2係圖1之認證中心處理裝置之構成的詳細圖示之區塊圖；[圖3]圖3係圖1之車載機之構成的詳細圖示之區塊圖；[圖4]圖4係衛星電波中所含之航法訊息、和RAND訊息之關係的圖示；[圖5]圖5係車載機之控制部所執行之處理的流程圖；[圖6]圖6係圖5之步驟S4之航法訊息認證處理的詳細圖示的流程圖；[圖7]圖7係路側機之控制部所執行之處理的流程圖；[圖8]圖8係實施形態2中的路側機之構成圖；[圖9]圖9係路側機所具備之控制部所執行之事前處理的流程圖；[圖10]圖10係路側機所具備之控制部從車載機接收到位置資訊等時所執行之處理的流程圖。
(實施形態1)
以下根據圖式來說明本揭露之實施形態。如圖1所示，實施形態1之位置資訊認證系統1係具備：認證中心裝置100、相當於本揭露之測位終端的車載機200、相當於本揭露之位置資訊取得裝置的路側機300。
(位置資訊認證系統1之概略構成)
認證中心裝置100係具備：監控站裝置110、認證中心處理裝置120、主控站裝置130。此外，以下係省略裝置、處理裝置，監控站裝置110係簡稱為監控站110，認證中心處理裝置120係簡稱為認證中心120，主控站裝置130係簡稱為主控站130。
監控站110係相當於本揭露之中心側衛星收訊部，係將身為航法衛星系統之一的GPS所具備之GPS衛星2所發送之GPS電波，予以接收。GPS衛星2係相當於本揭露之航法衛星，GPS電波係相當於本揭露之衛星電波。如周知，GPS電波中含有航法訊息。監控站110，係將所接收到的GPS電波進行解調以抽出航法訊息，送往認證中心120。從複數GPS衛星2接收到GPS電波時，係從各個GPS電波抽出航法訊息，送往認證中心120。
認證中心120，係從航法訊息和身為加密金鑰 的H矩陣，作成相當於本揭露之中心作成認證資料的同位資料。然後，將含有所作成之同位資料的訊號，送往主控站130。又，在車載機200或路側機300之間也進行通訊。該認證中心120之詳細，係使用圖2來說明。
主控站130，係相當於本揭露之認證資料送訊部，將從認證中心120所接收到的同位資料，發送至準天頂衛星(以下稱作QZS衛星)3。
QZS衛星3係相當於本揭露之通訊衛星，將含有同位資料的航法訊息，向地上進行廣播。
車載機200，係為航法訊息認證型之車載機，從GPS衛星2所接收到的航法訊息是否能夠認證，是使用從QZS衛星3所接收到的航法訊息中所含之同位資料，來進行認證。在該認證之際，與認證中心120進行通訊。又，使用從GPS衛星2所接收到的航法訊息而算出現在位置，將表示所算出之現在位置的位置資訊，連同後述的雜湊值一起向外部進行無線送訊。雜湊值表示航法訊息之認證為成功，相當於本揭露之已認證資料。車載機200係使用圖3、圖5、圖6來說明。
路側機300，係由提供使用車載機200所發送之位置資訊的所定服務的服務提供事業者所管理。作為上記服務係例如，搭載車載機200的車輛在收費停車區域進行停車時、或該車輛行走於收費道路時，對該車輛之使用者進行課金的服務。
該路側機300係具備通訊部310和控制部 320。通訊部310，係和認證中心120所具備之通訊部126(參照圖2)、或車載機200所具備之通訊部210(參照圖3)，進行無線通訊。
控制部320，係為具備CPU、ROM、RAM等的電腦，藉由CPU一面利用RAM的暫時記憶機能一面執行ROM中所記憶之程式，以控制通訊部310。又，將車載機200所發送之雜湊值，透過通訊部310而加以取得，基於該雜湊值，判斷車載機200是否為正規之車載機。在該判斷之際，與認證中心120進行通訊。
(認證中心120之詳細構成)
如圖2所示，認證中心120係具備：控制部122、資料記憶部124、通訊部126。
控制部122係為具備CPU、ROM、RAM等的電腦，控制資料記憶部124、通訊部126。又，藉由CPU一面利用RAM的暫時記憶機能一面執行ROM中所記憶之程式，就會具備RAND訊息生成部1221、SEED值生成部1222、H矩陣計算部1223、同位計算部1224、訊號加工部1225之機能。此外，這些各部1221~1225之機能，係可和專利文獻1所揭露的機能相同。又，除此以外，控制部122係還具備H矩陣選擇部1226。該控制部122，係相當於本揭露之中心側認證資料作成部。
RAND訊息生成部1221，係意味著參考認證導航資料(RAND：Reference Authentication Navigation Data)，是根據從監控站110所取得的航法訊息而作成。
圖4中係圖示RAND訊息與航法訊息之關係。如周知，航法訊息係分成子訊框1~5，子訊框4、5係分別具有1~25分頁。然後，各子訊框係分成碼字1~10。
RAND訊息係為，子訊框1之碼字2中所含之經過時間TOW(time of week，相當於本揭露之時刻資訊)、碼字8~10中所含之TOC、AF0、AF1，是依序排列著。然後，其後係被追加有抗欺騙旗標AS Flag、衛星號碼PRN(Pseudo Random Noise)ID。此外，於圖4中，構成RAND訊息的各資料之後的括弧內所示的數值，係意味著各資料之位元數。
TOW係每6秒變化，因此含有TOW和PRNID的RAND訊息，係可說是表示是從哪個GPS衛星何時發送的訊息。又，TOW是每6秒變化，又，含有PRNID，因此按照監控站110所接收到的每一GPS衛星2、且每6秒地，生成RAND訊息。
SEED值生成部1222，係作為輸入PC時脈而生成唯一之SEED值。例如，藉由產生亂數來作為輸入PC時脈，以生成SEED值。此外，本實施形態中的SEED值係設為36位元。
H矩陣計算部1223，係使用SEED值生成部1222所生成的SEED值，計算與該SEED值一對一對應的H矩陣。該H矩陣係相當於本揭露之加密金鑰。又，若 SEED值被決定則可作成H矩陣，因此SEED值係相當於本揭露之金鑰作成資料。作為H矩陣，係只要使用周知的雜湊函數即可，例如使用用來進行LDPC(Low Density Parity Check)編碼所需的同位檢查矩陣即可。甚至，亦可使用從同位檢查矩陣所決定的生成矩陣。
H矩陣係對應於本揭露之加密金鑰之一例，H矩陣或SEED值係相當於本揭露之金鑰關連資料之一例。
同位計算部1224，係基於RAND訊息生成部1221所作成的RAND訊息、H矩陣計算部1223所計算的H矩陣，來計算同位資料。亦即，藉由將該H矩陣乘上RAND訊息，以計算同位資料。
訊號加工部1225，係將同位計算部1224所計算的同位資料，及該計算中所使用過的RAND訊息，插入至要令QZS衛星3發送的航法訊息中。然後，將已插入之航法訊息，送往主控站130。
然後，訊號加工部1225，係配合訊號之插入，將同位計算部1224所計算的同位資料、同位資料之計算中所使用過的RAND訊息、H矩陣、該H矩陣之計算中所使用過的SEED值，記憶在資料記憶部124。
該訊號加工部1225，係RAND訊息生成部1221每次生成RAND訊息時，將RAND訊息和同位資料插入至要令QZS衛星3發送的航法訊息中。因此，SEED值生成部1222、H矩陣計算部1223、同位計算部1224，也在每次RAND訊息生成部1221生成RAND訊息時，就 執行處理。
H矩陣選擇部1226，係從車載機200所發送過來的PRNID、TOW、公開金鑰，被通訊部126所接收到的時候，係從資料記憶部124中所記憶之H矩陣，選擇出對應於已接收之PRNID、TOW的H矩陣。然後，將已選擇的H矩陣以公開金鑰進行加密，將加密後的H矩陣，往曾發送出PRNID等之車載機200，進行送訊。
又，從路側機300所發送過來的PRNID、TOW、公開金鑰，被通訊部126所接收到的時候，係從資料記憶部124中所記憶之H矩陣及同位資料，選擇出對應於已接收之PRNID、TOW的H矩陣及同位資料。然後，將已選擇的H矩陣及同位資料以公開金鑰進行加密，將加密後的H矩陣及同位資料，往曾發送出PRNID等之路側機300，進行送訊。
通訊部126，係和車載機200所具備之通訊部210、及路側機300所具備之通訊部310，進行通訊。
主控站130，係將訊號加工部1225所生成的航法訊息，發送至QZS衛星3。
QZS衛星3，係將從主控站130所接收到的航法訊息，朝向地上進行廣播。
(車載機200之構成)
QZS衛星3所廣播的航法訊息，係被車載機200之衛星收訊部230所接收。該車載機200，係除了衛星收訊部 230以外，還具備：通訊部210、控制部220。
通訊部210係具備收訊部211和送訊部212。收訊部211係相當於本揭露之金鑰收訊部，送訊部212係相當於本揭露之終端側送訊部。通訊部210，係具備狹域通訊機能和廣域通訊機能。狹域通訊機能，係例如，通訊距離為數百公尺。廣域通訊機能，係通訊距離為例如數公里，藉由和公眾通訊線路網之基地台進行通訊，可和公眾通訊線路網之通訊圈內之其他通訊機器進行通訊。藉由狹域通訊機能而和路側機300之通訊部310進行通訊，藉由廣域通訊機能而和認證中心120之通訊部126進行通訊。
衛星收訊部230，係相當於本揭露之終端側衛星收訊部，將GPS衛星2、QZS衛星3所發送之電波，以一定週期而予以接收。
控制部220係為具備CPU、ROM、RAM等的電腦，控制通訊部210、衛星收訊部230。又，藉由CPU一面利用RAM的暫時記憶機能一面執行ROM中所記憶之程式，執行圖5所示的處理。
圖5所示的處理，係每次衛星收訊部230從4個以上之GPS衛星2接收GPS電波時，就會執行。設成4個以上的原因是，為了算出現在位置，必須要從4個以上之GPS衛星2接收GPS電波。
在步驟S2中，基於GPS電波而算出現在位置。在步驟S4中，執行航法訊息認證處理。該處理之詳細示於圖6。
在步驟S42中，將QZS衛星3所接收到的航法訊息，從收訊部211加以取得。
在步驟S44中，從步驟S42中所取得之航法訊息，將現在位置之算出時所使用的航法訊息所對應的PRNID、TOW、同位資料，予以抽出。此外，PRNID、TOW，係亦可從現在位置之算出時所使用的航法訊息中抽出。
在步驟S46中，將步驟S44中所抽出之PRNID和TOW連同公開金鑰，從送訊部212發送至認證中心120。如前述，認證中心120，係將藉由該PRNID和TOW而定的H矩陣，以公開金鑰進行加密然後發送至車載機200。
在步驟S48中，從認證中心120所發送過來的、已被加密的H矩陣，從收訊部211加以取得之。在步驟S50中，將步驟S48中所取得的已被加密之H矩陣，以秘密金鑰加以解密。
在步驟S52中，從將與步驟S46中所發送之PRNID相同PRNID包含在航法訊息的GPS電波，作成RAND訊息。
在步驟S54中，從步驟S52中所作成之RAND訊息、和步驟S50中所解密之H矩陣，作成比較同位資料。此處所作成的比較同位資料，係相當於本揭露之終端作成認證資料，該S54係相當於本揭露之終端側認證資料作成部。
接著執行相當於本揭露之認證判斷部的步驟S56~S60。在步驟S56中，判斷步驟S54中所作成之比較同位資料、和步驟S44中所抽出之同位資料，是否一致。
步驟S50中所解密之H矩陣，係和認證中心120在同位資料之作成所使用過的H矩陣相同。然後，認證中心120之同位計算部1224，係基於該H矩陣和RAND訊息來計算同位資料。
因此，若步驟S54中所作成之比較同位資料，是和步驟S44中所抽出之同位資料一致時，則可認為步驟S52中所作成之RAND訊息，是和認證中心120所作成的RAND訊息相同。於是，若步驟S54中所作成之比較同位資料、和步驟S44中所抽出之同位資料一致時，則前進至步驟S58，視為認證成立。另一方面，若2個同位資料不一致時，則前進至步驟S60，視為認證不成立。
回到圖5的說明。步驟S4執行後，係執行相當於本揭露已認證作成部的步驟S6~S10。步驟S6中，判斷航法訊息認證處理之處理結果，是否為認證成立。
若該判斷為No，亦即認證不成立，則結束圖4之處理。另一方面，若步驟S6之判斷為Yes，則前進至步驟S8。
在步驟S8中，判斷位置資訊之送訊是否為必要。位置資訊之送訊為必要的情況係為，例如，從路側機300之通訊部310接收到位置資訊之要求訊號的情況等。又，亦可以一定之送訊週期來發送位置資訊。若步驟S8 之判斷為No，則結束圖4之處理。另一方面，若步驟S8之判斷也是Yes，則前進至步驟S10。
在步驟S10中，將認證中心120所作成的資料亦即H矩陣、和同位資料，當作輸入金鑰而從雜湊函數作成雜湊值。該雜湊值係相當於本揭露之已認證資料。
在步驟S12中，將表示步驟S1所算出之現在位置的位置資訊、步驟S8中所作成之雜湊值、步驟S44中所抽出之PRNID、TOW，從送訊部212發送至路側機300之通訊部310。
(路側機300之處理)
路側機300之控制部320，係週期性地，向路側機300之周圍，發送用來要求位置資訊之送訊的要求訊號。該要求訊號被車載機200所接收到時，如前述，車載機200係將位置資訊、雜湊值等，予以發送。
路側機300之通訊部310，從車載機200接收到位置資訊、雜湊值等時，路側機300之控制部320係執行圖7所示的處理。
在步驟S70中，將通訊部310所接收到的位置資訊、雜湊值、PRNID、TOW，從通訊部310加以取得。該步驟S70係相當於本揭露之終端資料取得部。
在步驟S72中，將步驟S70中所取得之PRNID和TOW連同公開金鑰，從通訊部310發送至認證中心120。此外，該公開金鑰係為路側機300獨自記憶的 公開金鑰，是與車載機200發送給認證中心120的公開金鑰不同的金鑰。
如前述，認證中心120，係將藉由該PRNID和TOW而定的H矩陣及同位資料，以公開金鑰進行加密然後發送至路側機300。這些H矩陣及同位資料，係為用來作成雜湊值所需之輸入金鑰。
在步驟S74中，從認證中心120所發送過來的、已被加密的H矩陣及同位資料，從通訊部310加以取得之。該步驟S74係相當於本揭露之金鑰取得部。
在步驟S76中，將步驟S74中所取得的已被加密之H矩陣及同位資料，以秘密金鑰加以解密。
在步驟S78中，將步驟S76中所解密之H矩陣及同位資料當作輸入金鑰，從被當成正規車載機200所使用而預先記憶的雜湊函數，作成比較雜湊值。該比較雜湊值係相當於本揭露之已認證比較資料，步驟S78係相當於本揭露之比較資料作成部。
接著，執行相當於本揭露之終端判斷部的步驟S80~S84。在步驟S80中，判斷步驟S78中所作成之比較雜湊值、和步驟S70中所取得之雜湊值，是否一致。
若2個雜湊值為一致時，則可認為車載機200所發送的雜湊值，也是將認證中心120所作成之H矩陣當作輸入金鑰。於是，若2個雜湊值為一致時，則前進至步驟S82，認為發送出位置資訊、雜湊值等的車載機200係為正規車載機。另一方面，若2個雜湊值為不一致時，則 前進至步驟S84，認為發送出位置資訊、雜湊值等的車載機200係為不當車載機。
以上，若依據所說明的實施形態1，則車載機200係進行從GPS衛星2所接收到的衛星電波中所含之航法訊息之認證(S4)。為了該認證，認證中心120在同位資料之作成時所使用過的H矩陣，會從認證中心120取得之(S48)。然後，若認證成功時，則使用從認證中心120所取得的H矩陣，為了表示已認證而作成雜湊值(S10)，將位置資訊連同該雜湊值一起發送(S12)。
如此，車載機200，係將表示已認證的資料亦即雜湊值，使用從認證中心120所取得之H矩陣而加以作成，並和位置資訊一起發送。藉此，就可證明車載機200本身係為可和認證中心120之間通訊，被認證中心120所信賴的正規車載機。
又，該雜湊值作成所需之H矩陣係為，為了認證車載機200本身所接收到的衛星電波中所含之航法訊息，而從認證中心120所取得者。因此，用來作成雜湊值所需之資料不需要另外從認證中心120置加以取得，因此可使作成雜湊值的處理變得簡單。
又，不是發送H矩陣本身，而是將從H矩陣使用雜湊函數所作成之雜湊值，予以發送。雜湊函數係為不可逆之單向函數，因此可以抑制H矩陣被第三者得知。
連同位置資訊一併接收到雜湊值的路側機300，係路側機300本身也從認證中心120取得H矩陣， 又，也取得同位資料(S74)。根據這些H矩陣、同位資料、和作為正規之車載機200所使用而預先記憶的雜湊函數，作成比較雜湊值(S78)。藉由比較該比較雜湊值、和從車載機200取得之雜湊值，就可判斷發送位置資訊的車載機200是否為正規車載機。
(實施形態2)
接著說明實施形態2。此外，該實施形態2以下之說明中，與目前為止所使用過的符號同一號碼之符號的元件，除非有特別提及，否則是和之前的實施形態中的同一符號之元件相同。又，僅說明構成之一部分的情況下，構成之其他部分係可適用之前所說明過的實施形態。
在實施形態2中，路側機300A係如圖8所示，具備衛星收訊部330。該衛星收訊部330係相當於本揭露之取得裝置側衛星收訊部。又，在實施形態2中，控制部320A之處理，係和實施形態1之控制部320部分相異。該控制部320A之處理，使用圖9、圖10來說明之。控制部320A，係將圖9所示的處理，以一定之GPS電波取得週期而加以執行，圖10所示的處理，也是以一定週期而加以執行。
圖9係為從車載機200取得位置資訊等之前所進行的事前處理。從該圖9開始說明。在步驟S90中，將衛星收訊部330所接收到的GPS電波中所含之航法訊息，從衛星收訊部330加以取得。衛星收訊部330是從複 數GPS衛星2接收到GPS電波時，會取得關於衛星收訊部330所接收到的所有GPS電波的航法訊息。
在相當於本揭露之電波資訊抽出部的步驟S92中，係從步驟S90中所取得之所有航法訊息，抽出PRNID和TOW。
在相當於本揭露之電波資訊送訊處理部的步驟S94中，將步驟S92中所抽出之PRNID和TOW連同公開金鑰，從通訊部310發送至認證中心120。認證中心120，係將藉由該PRNID和TOW而定的H矩陣、同位資料，以公開金鑰進行加密然後發送至路側機300。
在步驟S96中，從認證中心120所發送過來的、已被加密的H矩陣及同位資料，從通訊部310加以取得之。
在步驟S98中，將步驟S96中所取得的已被加密之H矩陣及同位資料，以秘密金鑰加以解密。該步驟S96係相當於本揭露之金鑰取得部。
在步驟S100中，將步驟S98中所解密之H矩陣及同位資料當作輸入金鑰，從被當成正規車載機200所使用而預先記憶的雜湊函數，作成比較雜湊值。該比較雜湊值，係針對衛星收訊部330所接收到的所有GPS電波，予以作成。
在步驟S102中，作成比較雜湊值表。該比較雜湊值表係為表示，步驟S100中所作成之比較雜湊值、和該比較雜湊值之作成時所使用的H矩陣、為了取得同位 資料而向認證中心120所發送的PRNID、TOW之對應關係的表格。
接著說明圖10。在步驟S110中，判斷藉由車載機200執行圖5之步驟S12而發送的位置資訊等之資料，是否有被通訊部310所接收。若該判斷為No則結束圖10之處理。另一方面，若步驟S110之判斷為Yes，則前進至步驟S112。
在步驟S112中，將通訊部310從車載機200所接收到的位置資訊、雜湊值、PRNID、TOW，加以取得。
接著，執行相當於本揭露之終端判斷部的步驟S114~S120。在步驟S114中，在圖9之事前處理中所作成的比較雜湊值表中，若有步驟S112中所取得之PRNID、TOW存在，則將該PRNID、TOW所對應之比較雜湊值，決定成這次比較時所用的比較雜湊值。此外，在圖9之事前處理中，會作成關於衛星收訊部230所接收到的所有GPS電波的比較雜湊值。因此，在比較雜湊值表中含有步驟S112所取得之PRNID、TOW所對應之雜湊值的可能性很高。可是，隨著路側機300之周邊的電波遮蔽物之位置、大小，有時候，車載機200之衛星收訊部230所接收到的衛星電波，無法被路側機300之衛星收訊部330所接收。此種情況下，步驟S112所取得之PRNID、TOW所對應之雜湊值，係不被比較雜湊值表所包含。步驟S112所取得之PRNID、TOW所對應之雜湊值不被比較 雜湊值表所包含的情況下，則執行圖7之步驟S72~S78之處理以作成比較雜湊值。
在步驟S116中，判斷步驟S112中所取得之雜湊值、和步驟S114中所決定之比較雜湊值，是否一致。
若2個雜湊值為一致時，則前進至步驟S118，認為發送出位置資訊、雜湊值等的車載機200係為正規車載機。另一方面，若2個雜湊值為不一致時，則前進至步驟S120，認為發送出位置資訊、雜湊值等的車載機200係為不當車載機。
若依據以上說明的實施形態2，則由於路側機300係具備衛星收訊部230，因此可和存在於該路側機300之周圍、有向路側機300發送雜湊值之可能性的車載機200同樣地，可從GPS衛星2接收衛星電波。
在實施形態1中，是從車載機200接收PRNID、TOW，將該PRNID、TOW發送至認證中心120以取得H矩陣、同位資料。可是，在實施形態2中，和車載機200同樣地可從GPS衛星2接收衛星電波。於是，不必等待從車載機200接收PRNID、TOW，就可從衛星收訊部330所接收到的航法訊息，抽出PRNID、TOW。然後，將所抽出的PRNID、TOW發送至認證中心120而取得H矩陣、同位資料，作成比較雜湊值表(圖9)。
藉此，從車載機200接收到位置資訊等後(S110：Yes)，係參照預先作成的比較雜湊值表，決定 從車載機200所接收到的PRNID、TOW所對應之比較雜湊值即可(S112、S114)。亦即，從車載機200接收到PRNID、TOW後，不必執行實施形態1中的圖7之步驟S72~S78之處理的可能性很高，因此可迅速地判斷是否為正規車載機。
尤其是，在路側機300將車載機200認定為正規車載機後，基於該認定結果進行處理的情況下，且車載機200正在走行的情況下，需要迅速進行判斷是否為正規車載機的必要性較高。作為基於認定結果之處理係例如有：將係為正規車載機之事實，發送至車載機200，或者，基於已認定為正規車載機之事實而將設在車輛走行路中的閘門予以開閉等之處理。實施形態2係在如此有必要迅速判斷是否為正規車載機的情況下，特別有用。
以上雖然說明了本揭露之實施形態，但本揭露係不限定於上述之實施形態，以下的變形例也被本揭露之技術範圍所包含，甚至，除了下記以外，在不脫離要旨之範圍內，可做各種變更而加以實施。
(變形例1、變形例2)
例如，在前述之實施形態中，是將H矩陣和同位資料當作雜湊函數之輸入金鑰，來作成雜湊值及比較雜湊值(已認證作成部：S10，比較資料作成部：S100)。可是，不限於此，亦可將雜湊函數之輸入金鑰僅設為H矩陣而作成雜湊值及比較雜湊值(變形例1)。又，亦可取代 身為加密金鑰的H矩陣，改為將金鑰作成資料亦即SEED值當作雜湊函數之輸入金鑰來作成雜湊值及比較雜湊值(變形例2)。
(變形例3)
又，可從SEED值來作成H矩陣。於是，已認證作成部、比較資料作成部，係即使取得SEED值來作為金鑰關連資料，仍亦不將該SEED值直接當作輸入金鑰，而是從SEED值作成H矩陣，將該H矩陣當作輸入金鑰而作成雜湊值。
(變形例4)
又，已認證作成部、比較資料作成部，係亦可不將雜湊值當成已認證資料、已認證比較資料，而是將該雜湊值之作成時所使用過的H矩陣或SEED值，當作已認證資料、已認證比較資料。
(變形例5)
在實施形態2中，是作成關於衛星收訊部330所接收到的所有GPS電波的比較雜湊值，但亦可作成關於衛星收訊部330所接收到的GPS電波之其中一部分的比較雜湊值。例如，亦可限定為，從可良好收訊之預先設定數目之GPS衛星2所接收到的GPS電波，來作成比較雜湊值。
(變形例6)
在前述之實施形態中，作為位置資訊取得裝置是說明了路側機300、300A，但不限於此。位置資訊取得裝置，係亦可被搭載於取締收費停車場或收費道路之不當利用的取締車輛等，係為移動型之裝置。
(變形例7)
在前述之實施形態中，作為測位終端是說明了車載機200，但不限於此。測位終端係亦可為讓人攜帶的攜帶型之終端、或搭載於車子以外之移動體的終端。
本申請案所記載的流程圖、或流程圖之處理，係由複數步驟(或言及為區段)所構成，各步驟係表現為例如S2。然後，各步驟係還可被分割成複數子步驟，另一方面，亦可將複數步驟整合成為一個步驟。
於本實施形態中，控制部122內之各部，係著眼於控制部122所擁有的機能，而將其內部簡單地加以分類，並非意味著控制部122之內部是被實體區分成這些部所對應之部分。因此，各個「部」係亦可作為電腦程式之一部分而以軟體方式來實現，也可藉由IC晶片或大規模積體電路而以硬體方式來實現。
以上雖然例示了本揭露之實施形態、構成、態樣，但本揭露所述之實施形態、構成、態樣，並非限定於上述各實施形態、各構成、各態樣。例如，對不同的實 施形態、構成、態樣分別適宜組合所被揭露之技術部分而得的實施形態、構成、態樣，也是被包含在本揭露所涉及之實施形態、構成、態樣之範圍內。

Claims (6)

  1. 一種位置資訊認證系統，係具備：測位終端(200)，係接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用前記航法訊息所算出之現在位置的位置資訊，向外部進行無線送訊；和認證中心裝置(100)，係向會發送出前記測位終端(200)認證時所使用之中心作成認證資料的通訊衛星(3)，發送前記中心作成認證資料；和位置資訊取得裝置(300、300A)，係接收前記測位終端(200)所無線送訊的位置資訊；其中，該位置資訊認證系統(1)係為，前記認證中心裝置(100)係具備：中心側衛星收訊部(110)，係從航法衛星系統所具備之航法衛星(2)接收含有航法訊息的衛星電波；和中心側認證資料作成部(122)，係作成加密金鑰，基於前記加密金鑰和前記中心側衛星收訊部(110)所接收到的衛星電波中所含之航法訊息，來作成前記中心作成認證資料；和認證資料送訊部(130)，係將前記中心側認證資料作成部(122)所作成的中心作成認證資料，發送至前記通訊衛星(3)；前記測位終端(200)係具備： 終端側衛星收訊部(230)，係從前記通訊衛星(3)接收前記中心作成認證資料，並且從前記航法衛星(2)接收前記衛星電波；和金鑰收訊部(211)，係從前記認證中心裝置(100)，接收前記加密金鑰或能夠作成前記加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料；和終端側認證資料作成部(S54)，係基於前記金鑰收訊部(211)所接收到的金鑰關連資料、和從前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波所抽出的航法訊息，來作成終端作成認證資料；和認證判斷部(S56~S60)，係將前記中心作成認證資料與前記終端作成認證資料進行比較，若為一致則判斷為前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功；和已認證作成部(S6~S10)，係基於前記金鑰收訊部(211)從前記認證中心裝置(100)所接收到的前記金鑰關連資料，作成表示前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功的已認證資料；和終端側送訊部(212)，係將基於前記航法訊息所算出的前記位置資訊，連同前記已認證作成部(S6~S10)所作成的已認證資料，一起發送之；前記位置資訊取得裝置(300、300A)係具備：終端資料取得部(S70、S112)，係將前記終端側送 訊部(212)所發送的前記位置資訊及前記已認證資料，從通訊部加以取得；和金鑰取得部(S74、S96)，係透過前記通訊部，從前記認證中心裝置(100)取得前記金鑰關連資料；和比較資料作成部(S78、S100、S102)，係基於前記金鑰取得部(S74、S96)所取得的金鑰關連資料，來作成用來與前記已認證資料進行比較所需之已認證比較資料；和終端判斷部(S80~S84、S114~S120)，係將前記終端資料取得部(S70、S112)所取得之已認證資料與前記比較資料作成部(S78、S100、S102)所作成之已認證比較資料進行比較，若為一致時，則判斷前記測位終端(200)係為正規的測位終端。
  2. 如請求項1所記載之位置資訊認證系統，其中，前記已認證作成部(S6~S10)，係使用前記金鑰收訊部(211)所接收到的前記金鑰關連資料，藉由雜湊函數而作成前記已認證資料。
  3. 如請求項2所記載之位置資訊認證系統，其中，前記已認證作成部(S6~S10)，係使用前記終端作成認證資料、以及前記金鑰收訊部(211)所接收到的前記金鑰關連資料，藉由前記雜湊函數而作成前記已認證資料。
  4. 如請求項1~3之任1項所記載之位置資訊認證系統，其中， 前記位置資訊取得裝置(300A)係具備：取得裝置側衛星收訊部(330)，係從前記航法衛星(2)接收前記衛星電波；和電波資訊抽出部(S92)，係從前記取得裝置側衛星收訊部所接收到的衛星電波，抽出衛星號碼及時刻資訊；和電波資訊送訊處理部(S94)，係使前記電波資訊抽出部所抽出的衛星號碼及時刻資訊，被週期性地從前記通訊部發送至前記認證中心；前記金鑰取得部(S96)，係將基於前記通訊部已把前記衛星號碼及時刻資訊發送至前記認證中心之事實而從認證中心所發送的前記金鑰關連資料，從前記通訊部加以取得；前記比較資料作成部(S100、S102)，係除了作成前記已認證比較資料，還將前記已認證比較資料、與前記衛星號碼及時刻資訊之對應關係，在接收前記已認證資料之前就預先加以決定；前記終端判斷部(S114~S120)，係在基於前記終端資料取得部(S70、S112)所取得之衛星號碼及時刻資訊與前記對應關係而定的已認證比較資料是存在時，則將前記已認證比較資料，與前記終端資料取得部(S70、S112)所取得之已認證資料，進行比較。
  5. 一種測位終端，係接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用前記航 法訊息所算出之現在位置的位置資訊，向外部進行無線送訊，其中，該測位終端(200)係具備：終端側衛星收訊部(230)，係將認證中心裝置(100)所作成、為了讓前記測位終端(200)中之認證所使用而發送給通訊衛星(3)的中心作成認證資料，從通訊衛星(3)予以接收，並且，從航法衛星系統所具備之航法衛星(2)，接收含有航法訊息的衛星電波；和金鑰收訊部(211)，係從前記認證中心裝置(100)，將用來作成前記中心作成認證資料所需之加密金鑰或能夠作成前記加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料，予以接收；和終端側認證資料作成部(S54)，係基於前記金鑰收訊部(211)所接收到的金鑰關連資料、和從前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波所抽出的航法訊息，來作成終端作成認證資料；和認證判斷部(S56~S60)，係將前記中心作成認證資料與前記終端作成認證資料進行比較，若為一致則判斷為前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功；和已認證作成部(S6~S10)，係基於前記金鑰收訊部(211)從前記認證中心裝置(100)所接收到的前記金鑰關連資料，作成表示前記終端側衛星收訊部(230)所接收到的衛星電波中所含之航法訊息係為認證成功的已認證資料；和 終端側送訊部(212)，係將基於前記航法訊息所算出的前記位置資訊，連同前記已認證作成部(S6~S10)所作成的已認證資料，一起發送之。
  6. 一種位置資訊取得裝置，係從：接收航法訊息，若所接收到之航法訊息是可以認證的航法訊息時，則將表示使用前記航法訊息所算出之現在位置的位置資訊及表示已接收之航法訊息是認證成功的已認證資料，向外部進行無線送訊的測位終端(200)，接收前記位置資訊及前記已認證資料；其中，該位置資訊取得裝置(300、300A)係具備：終端資料取得部(S70、S112)，係將前記測位終端(200)所發送的前記位置資訊及前記已認證資料，從通訊部加以取得；和金鑰取得部(S74、S96)，係透過前記通訊部，從認證中心裝置(100)，取得為了作成前記測位終端(200)在認證時所使用的中心作成認證資料而由前記認證中心裝置(100)所使用過的加密金鑰或能夠作成前記加密金鑰的金鑰作成資料之任一者亦即金鑰關連資料；和比較資料作成部(S78、S100、S102)，係基於前記金鑰取得部(S74、S96)所取得的金鑰關連資料，來作成用來與前記已認證資料進行比較所需之已認證比較資料；和終端判斷部(S80~S84、S114~S120)，係將前記終端資料取得部(S70、S112)所取得之已認證資料與前記 比較資料作成部(S78、S100、S102)所作成之已認證比較資料進行比較，若為一致時，則判斷前記測位終端(200)係為正規的測位終端。
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