WO2016199554A1 - 通信システム - Google Patents

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WO2016199554A1
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進一 吉田
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Tokai Rika Co Ltd
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Tokai Rika Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a communication system in which a frame ID (identification) is assigned to a control data block and a communication frame having a single frame structure is transmitted and received.
  • Whether or not the communication frame is related to the own ECU is determined by checking the frame ID in the communication frame.
  • a communication frame has a frame structure in which a frame ID is assigned to a control data block.
  • the process is executed according to the contents of the control data block that forms the frame structure together with the frame ID.
  • frame IDs are normally assigned to control data blocks in a 1: 1 relationship.
  • frame ID 1 is assigned to control data block A
  • frame ID 2 is assigned to control data block B
  • frame ID 3 is assigned to control data block C.
  • An object of the present invention is to provide a communication system that can improve information security without increasing costs.
  • the communication frame includes a plurality of control units each functioning as a transmission side and a reception side, and a frame ID is assigned to the control data block to form a single frame structure between the transmission side and the reception side.
  • a plurality of frame IDs are assigned to the control data block, and the transmitting side selects one of the plurality of frame IDs according to a rule shared with the receiving side.
  • the control data block is transmitted while selecting the frame ID and switching the frame ID dynamically and regularly.
  • the risk of being easily analyzed by a third party is reduced by communicating with a variable frame ID.
  • the receiving side receives a frame ID that does not comply with the switching rule, it determines that it is abnormal (spoofing) and discards the data, thereby reducing the risk of information security.
  • encryption is not required and this can be realized without an increase in cost. Therefore, information security can be improved without increasing the cost.
  • the communication frame includes a plurality of control units each functioning as a transmission side and a reception side, and a frame ID is assigned to the control data block to form a single frame structure.
  • a plurality of control data blocks are each assigned a plurality of frame IDs that are at least partially common among the plurality of control data blocks. For each block, set identifier information that allows the receiving side to uniquely identify the control data block in combination with the frame ID, and then select one frame ID from the plurality of frame IDs. Then, the control data block is transmitted while dynamically switching the frame ID.
  • the risk of being easily analyzed by a third party is reduced by communicating with a variable frame ID.
  • the risk can be reduced without increasing the number of assigned frame IDs.
  • encryption is not required and this can be realized without an increase in cost. Therefore, information security can be improved without increasing the cost.
  • the figure which shows that three types of frame ID is allocated to one control data block in 1st Embodiment.
  • the figure which shows that three types of common frame ID is allocated with respect to each of three types of control data blocks in 2nd Embodiment.
  • the figure which shows that identifier information is set in the control data block in 2nd Embodiment.
  • frame ID is allocated by the relationship of 1: 1 with respect to the control data block conventionally.
  • the communication system includes a plurality of electronic control units (ECUs) that function as a transmission side and a reception side, respectively, and that transmit and receive communication frames via a network.
  • ECUs electronice control units
  • Each communication frame includes a control data block to which a frame ID is attached. As shown in FIG. 1, in the communication system of this example, three types of frame IDs 1 to 3 are assigned to the control data block A transmitted by the ECU.
  • the first communication frame is formed by assigning the frame ID 1 to the control data block A to form one frame structure.
  • the frame ID2 is assigned to the control data block A to form one frame structure is the second communication frame.
  • the frame ID3 is assigned to the control data block A to form one frame structure is the third communication frame.
  • the ECU selects frame IDs one by one in the order of frame ID 1 ⁇ frame ID 3 ⁇ frame ID 2 ⁇ frame ID 1 ⁇ ... Dynamically and regularly according to the rules shared with the receiving side.
  • the control data block A is transmitted while switching. That is, when transmitting the control data block A, the ECU transmits the communication frames in the order of the first communication frame ⁇ the third communication frame ⁇ the second communication frame ⁇ the first communication frame ⁇ . Become.
  • three types of frame IDs 4 to 6 are assigned to another control data block B, and three types of frame IDs 7 to 9 are assigned to another control data block C.
  • the ECU selects frame IDs one by one in the order of frame ID 4 ⁇ frame ID 6 ⁇ frame ID 5 ⁇ frame ID 4 ⁇ ... Dynamically and regularly according to the rules shared with the receiving side.
  • the control data block B is transmitted while switching.
  • the ECU selects frame IDs one by one in the order of frame ID 7 ⁇ frame ID 9 ⁇ frame ID 8 ⁇ frame ID 7 ⁇ ... Dynamically and regularly in accordance with the rules shared with the receiving side.
  • the control data block C is transmitted while switching the frame ID.
  • the ECU on the transmission side transfers the control data block A to the control data block A.
  • the first communication frame assigned with frame ID 1 is transmitted first.
  • the receiving ECU determines that it is normal (that is, the received communication frame is appropriate), and executes processing according to the contents of the control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits a third communication frame in which the frame ID 3 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule.
  • the receiving ECU determines that the ECU is normal and executes the process according to the contents of the control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits a second communication frame in which the frame ID 2 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule.
  • the receiving ECU determines that the ECU is normal and executes the process according to the contents of the control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits the first communication frame in which the frame ID 1 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule
  • the receiving-side ECU transmits the previous normal frame in accordance with the switching rule. Since frame ID1 has been received next to ID2, it is determined to be normal, and processing is executed in accordance with the contents of control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits a third communication frame in which the frame ID 3 is assigned to the control data block A according to the switching rule
  • the receiving-side ECU follows the frame ID 1 according to the switching rule. Since frame ID 3 has been received, it is determined that the frame ID 3 is normal, and processing is executed according to the contents of the control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits a second communication frame in which the frame ID 2 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule
  • the receiving-side ECU follows the frame ID 3 in accordance with the switching rule. Since the frame ID 2 is received, it is determined that the frame ID 2 is normal, and the process is executed according to the contents of the control data block A.
  • the receiving ECU determines that the frame ID is normal when receiving the frame ID in accordance with the switching rule, executes the process according to the contents of the control data block A, and receives the frame ID not in accordance with the switching rule. It is judged as abnormal (spoofing) and the data is discarded. Although not shown, the same applies to the control data block B or the control data block C.
  • the receiving side When the receiving side receives a frame ID that does not conform to the switching rule, it can determine that the reception side is abnormal (spoofing) and discard the data, thereby reducing the information security risk.
  • the security hurdle is raised by communicating with variable frame IDs, and the hurdle is further raised by defining the order of frame IDs. Therefore, information security can be improved.
  • the first communication frame is formed by assigning the frame ID 1 to the control data block A to form one frame structure.
  • the frame ID2 is assigned to the control data block A to form one frame structure is the second communication frame.
  • the frame ID3 is assigned to the control data block A to form one frame structure is the third communication frame.
  • the fourth communication frame is one in which the frame ID 1 is assigned to the control data block B to form one frame structure.
  • the frame ID2 is assigned to the control data block B to form one frame structure is the fifth communication frame.
  • the frame ID3 is assigned to the control data block B to form one frame structure is the sixth communication frame.
  • the seventh communication frame has a frame structure in which the frame ID 1 is assigned to the control data block C.
  • a frame ID2 assigned to the control data block C to form one frame structure is an eighth communication frame.
  • the ninth communication frame has a frame structure in which the frame ID 3 is assigned to the control data block C.
  • the ECU selects the frame ID one by one from the frame IDs 1 to 3 for each control data block, and transmits the control data block while dynamically switching the frame ID.
  • a frame ID is selected one by one from the frame IDs 1 to 3 in accordance with a rule shared with the receiving side for each control data block.
  • the control data block may be transmitted while switching the frame ID regularly.
  • the ECU selects the frame IDs one by one in the order of frame ID 1 ⁇ frame ID 3 ⁇ frame ID 2 ⁇ frame ID 1 ⁇ ... And sends the control data block A while dynamically and regularly switching the frame ID. Also good.
  • the ECU sets, for each control data block, identifier information that can uniquely identify the control data block on the receiving side in combination with the frame ID. Then, as described above, the ECU selects the frame IDs one by one from the frame IDs 1 to 3, and transmits the control data block while dynamically switching the frame IDs.
  • “Frame ID + identifier information” is called a control data identification ID, and this control data identification ID is confirmed on the receiving side to identify a control data block.
  • control data block A is transmitted not only dynamically changing the frame ID but also regularly switching the frame ID.
  • the ECU on the transmission side performs the first communication in which the frame ID1 is assigned to the control data block A. Send frame first.
  • it is determined to be normal, and the process is executed according to the contents of control data block A.
  • the transmission-side ECU transmits a third communication frame in which the frame ID 3 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule.
  • the transmission-side ECU transmits a second communication frame in which the frame ID 2 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule.
  • the frame ID2 is received twice consecutively, unlike the switching rule. It is judged as abnormal (spoofing) and the data is discarded.
  • the transmission-side ECU transmits the first communication frame in which the frame ID 1 is assigned to the control data block A in accordance with the switching rule
  • the receiving-side ECU transmits the previous normal frame in accordance with the switching rule. Since frame ID1 has been received next to ID2, it is determined to be normal, and processing is executed in accordance with the contents of control data block A.
  • the receiving ECU determines that the frame ID is normal when receiving the frame ID in accordance with the switching rule, executes the process according to the contents of the control data block A, and receives the frame ID not in accordance with the switching rule. It is judged as abnormal (spoofing) and the data is discarded. The same applies to the control data block B or the control data block C.
  • the following effects can be obtained. (5) When transmitting one control data block among limited frame IDs (three types of frame IDs 1 to 3 in this example), it is possible to communicate with a third party by communicating with a variable frame ID. The risk of easily analyzing communications can be reduced.
  • the switching rules for the three types of frame IDs 1 to 3 assigned to the control data block A are not limited to “frame ID 1 ⁇ frame ID 3 ⁇ frame ID 2”.
  • the same frame ID may be used twice or more in each routine, such as “frame ID 1 ⁇ frame ID 3 ⁇ frame ID 1 ⁇ frame ID 2”.
  • two or more types of frame IDs may be assigned to the control data block A as long as a plurality of frame IDs are assigned to the control data block A.
  • An individual switching rule may be set for each control data block.
  • the present invention is not limited to applying the switching rule of “frame ID 1 ⁇ frame ID 2” to each control data block.
  • a switching rule “frame ID 2 ⁇ frame ID 1 ⁇ frame ID 1” may be applied to the control data block B while a switching rule “frame ID 1 ⁇ frame ID 2” is applied to the control data block A.
  • a plurality of frame IDs with individual numbers may be assigned to each control data block.
  • two types of frame IDs may be assigned to the control data block A
  • three types of frame IDs may be assigned to the control data block B
  • four types of frame IDs may be assigned to the control data block C.
  • “identifier information” may be set for each control data block as in the second embodiment. That is, a mechanism for setting “identifier information” combined with “frame ID” on the transmission side for each control data block while sharing the “control data specific ID” between the transmission side and the reception side is a plurality of control data blocks.
  • the present invention is not limited to the embodiment in which a plurality of common frame IDs are assigned to each data block.
  • two or four or more types of frame IDs may be assigned to each of the control data blocks A to C as long as a plurality of common frame IDs are assigned. That is, the number (type) of the plurality of common frame IDs assigned to each of the plurality of control data blocks may not be the same as the number (type) of the plurality of control data blocks.
  • a plurality of frame IDs with individual numbers may be assigned to each of the control data blocks A to C.
  • two types of frame IDs may be assigned to the control data block A
  • three types of frame IDs may be assigned to the control data block B
  • four types of frame IDs may be assigned to the control data block C.
  • the present invention is not limited to a configuration in which a plurality of completely common frame IDs are assigned to each of a plurality of control data blocks.
  • the configuration may be such that at least one of the plurality of frame IDs individually assigned to each of the plurality of control data blocks is a common frame ID with any of the plurality of frame IDs assigned to the other control data blocks. That is, a plurality of frame IDs that are at least partially common among a plurality of control data blocks may be assigned to each of the plurality of control data blocks.
  • the ECU on the transmission side sets, for each control data block, identifier information that can uniquely identify the control data block on the reception side in combination with the frame ID.
  • the ECU on the transmission side transmits the control data block while dynamically switching the frame ID by selecting one frame ID from the plurality of frame IDs for each control data block.
  • a frame ID is selected one by one from a plurality of frame IDs according to a rule shared with the receiving side for each control data block.
  • the control data block is transmitted while switching the frame ID regularly.
  • a communication frame including a plurality of control units each functioning as a transmission side and a reception side and having a frame ID assigned to a control data block to form one frame structure between the transmission side and the reception side
  • a plurality of frame IDs that are at least partially common among the plurality of control data blocks are assigned to each of the plurality of control data blocks
  • the transmission side sets, for each control data block, identifier information that can uniquely identify the control data block on the reception side in combination with the frame ID, and then, among the plurality of frame IDs.
  • the frame ID is selected one by one and the control data block is transmitted while dynamically switching the frame ID,
  • the communication system wherein the number of the plurality of frame IDs assigned to each of the plurality of control data blocks is smaller than the number of the plurality of control data blocks.
  • a plurality of frame IDs that are at least partially common among the plurality of control data blocks are assigned to each of the plurality of control data blocks.
  • the transmission side sets, for each control data block, identifier information that can uniquely identify the control data block on the reception side in combination with the frame ID, and then, among the plurality of frame IDs.
  • the frame ID is selected one by one and the control data block is transmitted while dynamically switching the frame ID,
  • the communication system wherein the number of the plurality of frame IDs assigned to each of the plurality of control data blocks is equal to or greater than the number of the plurality of control data blocks.
  • a communication frame including a plurality of control units each functioning as a transmission side and a reception side and having a frame ID assigned to a control data block to form one frame structure between the transmission side and the reception side
  • a plurality of frame IDs are assigned to each of the plurality of control data blocks
  • the transmitting side selects a frame ID from the plurality of frame IDs one by one according to a rule shared with the receiving side, and dynamically and regularly switches the frame ID to control data block Send The communication system, wherein the number of the plurality of frame IDs assigned to each of the plurality of control data blocks is equal to or greater than the number of the plurality of control data blocks.
  • a communication frame including a plurality of control units each functioning as a transmission side and a reception side and having a frame ID assigned to a control data block to form one frame structure is transmitted between the transmission side and the reception side.
  • a communication system for transmitting and receiving For each of the plurality of control data blocks, a plurality of frame IDs with individual numbers are assigned, The transmitting side selects a frame ID from the plurality of frame IDs one by one according to a rule shared with the receiving side, and dynamically and regularly switches the frame ID to control data block
  • the communication system characterized by transmitting.

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Abstract

各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、送信側と受信側との間で通信フレームを送受信する通信システムにおいて、送信側が送信する制御データブロック(A)に複数のフレーム(例えば3種類のフレームID1~3)が割り当てられている。送信側は、受信側との間で共有するルールに則って、複数のフレームID(ID1~3)の中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロック(A)を送信する。

Description

通信システム
 本発明は、制御データブロックにフレームID(identification)が割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを送受信する通信システムに関する。
 近年、車両に搭載されるECU(electronic control unit )の数が増加する傾向にあり、複数のECU間で制御データを共有するべく、車載通信のネットワーク化が進められている(例えば、特許文献1を参照)。こうした通信システムにおいて、特定のECUからネットワーク上に所要の通信フレームが送信されると、その通信フレームが当該ネットワークを構築する複数のECU間で共有される。各ECUは通信フレームを解析しつつ、自ECUに関連する通信フレームであると判断したとき、当該通信フレームに従って処理を実行する。
 自ECUに関連する通信フレームであるか否かの判断は、通信フレーム内のフレームIDを照合することにより行われる。通信フレームは、フレームIDが制御データブロックに割り当てられて1つのフレーム構造をなしている。フレームIDの照合により自ECUに関連する通信フレームであると判断されたとき、当該フレームIDと共にフレーム構造をなす制御データブロックの内容に従って処理が実行されることになる。
特開2006-42310号公報
 図5に示すように、CAN(controller area network )等の車載通信では、通常、制御データブロックに対して1:1の関係でフレームIDが割り当てられる。例えば、制御データブロックAにはフレームID1が割り当てられるとともに、制御データブロックBにはフレームID2が割り当てられ、制御データブロックCにはフレームID3が割り当てられる。
 フレームIDを固定化すると、通信モニタ等による通信解析が容易になり、結果として、なりすましやハッキング等といった第三者の攻撃を受けやすくなる懸念がある。対策として暗号化があるが、ハードウェアコストが高くなるデメリットがある。
 本発明の目的は、コストアップなく、情報セキュリティを向上することを可能にした通信システムを提供することにある。
 一態様によれば、各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、前記制御データブロックに複数のフレームIDが割り当てられ、前記送信側は、前記受信側との間で共有するルールに則って、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する。
 この構成によれば、制御データブロックを送信する際に、可変のフレームIDで通信することで、第三者に容易に通信解析されるリスクが低減される。受信側は切替ルールに則っていないフレームIDを受信した際、異常(なりすまし)と判断しデータを破棄することで、情報セキュリティのリスクが低減される。尚、暗号化を必要とせず、コストアップなしで実現できる。したがって、コストアップなく、情報セキュリティを向上することができる。
 他の態様によれば、各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、複数の制御データブロックのそれぞれに対し、それら複数の制御データブロックの間で少なくとも部分的に共通する複数のフレームIDが割り当てられ、前記送信側は、前記制御データブロック毎に、前記フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを前記受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定した上で、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する。
 この構成によれば、限られたフレームIDの中で、1つの制御データブロックを送信する際に、可変のフレームIDで通信することで、第三者に容易に通信解析されるリスクが低減される。また、フレームIDの割当数増加なしで、上記リスクの低減を実現できる。尚、暗号化を必要とせず、コストアップなしで実現できる。したがって、コストアップなく、情報セキュリティを向上することができる。
 本発明によれば、コストアップなく、情報セキュリティを向上することができる。
第1の実施の形態において、1つの制御データブロックに3種類のフレームIDが割り当てられていることを示す図。 第1の実施の形態において、送信側と受信側との通信態様を示す図。 第2の実施の形態において、3種類の制御データブロックのそれぞれに対し、共通の3種類のフレームIDが割り当てられていることを示す図。 第2の実施の形態において、制御データブロック中に識別子情報が設定されていることを示す図。 従来において、制御データブロックに対して1:1の関係でフレームIDが割り当てられていることを示す図。
 (第1の実施の形態)
 以下、通信システムの第1の実施の形態について説明する。通信システムは、各々送信側及び受信側として機能し、ネットワークを介して通信フレームを送受信する複数の電子制御ユニット(ECU)を含む。例えば、複数のECUのうちの1つが送信側として機能するとき、その送信側と共にネットワークを構築する1つまたは複数の他のECUがそれぞれ受信側として機能し得る。各通信フレームは、フレームIDが付された制御データブロックを含む。
 図1に示すように、本例の通信システムでは、ECUが送信する制御データブロックAに3種類のフレームID1~3が割り当てられている。制御データブロックAにフレームID1が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第1の通信フレームである。一方、制御データブロックAにフレームID2が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第2の通信フレームである。他方、制御データブロックAにフレームID3が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第3の通信フレームである。
 ECUは、受信側との間で共有するルールに則って、フレームID1→フレームID3→フレームID2→フレームID1→・・・の順に1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックAを送信する。つまり、ECUは、制御データブロックAを送信する際、第1の通信フレーム→第3の通信フレーム→第2の通信フレーム→第1の通信フレーム→・・・の順に通信フレームを送信することになる。
 尚、図示しないが、別の制御データブロックBには、3種類のフレームID4~6が割り当てられ、さらに別の制御データブロックCには、3種類のフレームID7~9が割り当てられている。ECUは、受信側との間で共有するルールに則って、フレームID4→フレームID6→フレームID5→フレームID4→・・・の順に1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックBを送信する。また、ECUは、受信側との間で共有するルールに則って、フレームID7→フレームID9→フレームID8→フレームID7→・・・の順に1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックCを送信する。
 次に、通信システムの作用について説明する。
 図2に示すように、送信側と受信側との間で共有するフレームID1~3の切替ルールが「フレームID1→フレームID3→フレームID2」の場合、送信側のECUは、制御データブロックAにフレームID1を割り当てた第1の通信フレームを最初に送信する。受信側のECUは、切替ルールに則って最初にフレームID1を受信したとき、正常(つまり、受信した通信フレームが適正である)と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 次いで、送信側のECUは、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID3を割り当てた第3の通信フレームを送信する。受信側のECUは、切替ルールに則ってフレームID1の次にフレームID3を受信したとき、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 次いで、送信側のECUは、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID2を割り当てた第2の通信フレームを送信する。受信側のECUは、切替ルールに則ってフレームID3の次にフレームID2を受信したとき、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 その後、例えば、受信側のECUがフレームID2を受信したとき、切替ルールとは異なり、フレームID2を2回続けて受信したことになるので、異常(なりすまし)と判断し、データを破棄する。
 そして、送信側のECUが、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID1を割り当てた第1の通信フレームを送信したとき、受信側のECUは、切替ルールに則って先の正常なフレームID2の次にフレームID1を受信したことになるので、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 その後、送信側のECUが、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID3を割り当てた第3の通信フレームを送信したとき、受信側のECUは、切替ルールに則ってフレームID1の次にフレームID3を受信したことになるので、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 さらにその後、送信側のECUが、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID2を割り当てた第2の通信フレームを送信したとき、受信側のECUは、切替ルールに則ってフレームID3の次にフレームID2を受信したことになるので、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 このように、受信側のECUは、切替ルールに則ったフレームIDの受信時には、正常と判断し制御データブロックAの内容に従って処理を実行するとともに、切替ルールに則っていないフレームIDの受信時には、異常(なりすまし)と判断しデータを破棄する。尚、図示しないが、制御データブロックB或いは制御データブロックCについても同様である。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
 (1)制御データブロックを送信する際に、可変のフレームIDで通信することで、第三者に容易に通信解析されるリスクを低減できる。
 (2)受信側は切替ルールに則っていないフレームIDを受信した際、異常(なりすまし)と判断しデータを破棄することで、情報セキュリティのリスクを低減できる。
 (3)フレームIDを可変で通信することでセキュリティのハードルが上げられるとともに、フレームIDの順番を規定することでさらにハードルが上げられる。したがって、情報セキュリティを向上できる。
 (4)情報セキュリティを向上するにあたり、暗号化を必要とせず、コストアップなしで実現できる。したがって、コストアップなく、情報セキュリティを向上することができる。
 (第2の実施の形態)
 次に、通信システムの第2の実施の形態について説明する。
 図3に示すように、本例の通信システムでは、3種類の制御データブロックA~Cのそれぞれに対し、それら制御データブロックA~Cの間で共通の3種類のフレームID1~3が割り当てられている。制御データブロックAにフレームID1が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第1の通信フレームである。一方、制御データブロックAにフレームID2が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第2の通信フレームである。他方、制御データブロックAにフレームID3が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第3の通信フレームである。
 同様に、制御データブロックBにフレームID1が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第4の通信フレームである。一方、制御データブロックBにフレームID2が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第5の通信フレームである。他方、制御データブロックBにフレームID3が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第6の通信フレームである。
 同様に、制御データブロックCにフレームID1が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第7の通信フレームである。一方、制御データブロックCにフレームID2が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第8の通信フレームである。他方、制御データブロックCにフレームID3が割り当てられて1つのフレーム構造をなすものが第9の通信フレームである。
 ECUは、制御データブロック毎に、フレームID1~3の中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する。或いは、上記第1の実施の形態と組み合わせて、制御データブロック毎に受信側との間で共有するルールに則って、フレームID1~3の中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信してもよい。例えば、ECUは、フレームID1→フレームID3→フレームID2→フレームID1→・・・の順に1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックAを送信してもよい。
 図4に示すように、ECUは、制御データブロック毎に、フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定する。その上で、ECUは、上記の通り、フレームID1~3の中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する。
 「フレームID+識別子情報」を制御データ特定IDと呼び、この制御データ特定IDを受信側で確認して制御データブロックを特定する。例えば、制御データブロックAの場合、「制御データ特定ID=100」を送信側と受信側との間で共有する。送信側は、制御データブロックAに対して割り当てるフレームID1が「フレームID1=90」である場合、「識別子情報=10」を設定する。また、制御データブロックAに対して割り当てるフレームID2が「フレームID2=80」である場合、「識別子情報=20」を設定する。また、制御データブロックAに対して割り当てるフレームID3が「フレームID3=70」である場合、「識別子情報=30」を設定する。受信側は、通信フレームを受信したとき、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=100」のとき、制御データブロックAを特定できることになる。つまり、「フレームID」と「識別子情報」との組み合わせが、受信側と送信側との間で共有する「制御データ特定ID」に適合する場合に、受信側は、受信した制御データブロックを特定することができる。
 同様に、制御データブロックBの場合、例えば「制御データ特定ID=110」を送信側と受信側との間で共有する。送信側は、制御データブロックBに対して割り当てるフレームID1が「フレームID1=90」である場合、「識別子情報=20」を設定する。また、制御データブロックBに対して割り当てるフレームID2が「フレームID2=80」である場合、「識別子情報=30」を設定する。また、制御データブロックBに対して割り当てるフレームID3が「フレームID3=70」である場合、「識別子情報=40」を設定する。受信側は、通信フレームを受信したとき、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=110」のとき、制御データブロックBを特定できることになる。
 同様に、制御データブロックCの場合、例えば「制御データ特定ID=120」を送信側と受信側との間で共有する。送信側は、制御データブロックCに対して割り当てるフレームID1が「フレームID1=90」である場合、「識別子情報=30」を設定する。また、制御データブロックCに対して割り当てるフレームID2が「フレームID2=80」である場合、「識別子情報=40」を設定する。また、制御データブロックCに対して割り当てるフレームID3が「フレームID3=70」である場合、「識別子情報=50」を設定する。受信側は、通信フレームを受信したとき、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=120」のとき、制御データブロックCを特定できることになる。
 次に、通信システムの作用について説明する。ここでは、単に動的にフレームIDを切り替えるだけでなく、さらに規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックAを送信する場合について説明する。
 送信側と受信側との間で共有するフレームIDの切替ルールが「フレームID1→フレームID3→フレームID2」の場合、送信側のECUは、制御データブロックAにフレームID1を割り当てた第1の通信フレームを最初に送信する。このとき、送信側のECUは、「フレームID1=90」である場合、「識別子情報=10」を設定した上で、第1の通信フレームを送信する。受信側のECUは、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=100」であるところ、制御データブロックAを特定するとともに、「フレームID1=90」であるところ、切替ルールに則って最初にフレームID1を受信したことに伴い、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 次いで、送信側のECUは、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID3を割り当てた第3の通信フレームを送信する。このとき、送信側のECUは、「フレームID3=70」である場合、「識別子情報=30」を設定した上で、第3の通信フレームを送信する。受信側のECUは、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=100」であるところ、制御データブロックAを特定するとともに、「フレームID3=70」であるところ、切替ルールに則ってフレームID1の次にフレームID3を受信したことに伴い、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 次いで、送信側のECUは、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID2を割り当てた第2の通信フレームを送信する。このとき、送信側のECUは、「フレームID2=80」である場合、「識別子情報=20」を設定した上で、第2の通信フレームを送信する。受信側のECUは、「フレームID」と「識別子情報」を確認し、「制御データ特定ID=100」であるところ、制御データブロックAを特定するとともに、「フレームID2=80」であるところ、切替ルールに則ってフレームID3の次にフレームID2を受信したことに伴い、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 その後、例えば、受信側のECUが制御データブロックAにフレームID2が割り当てられた第2の通信フレームを再び受信したとき、切替ルールとは異なり、フレームID2を2回続けて受信したことになるので、異常(なりすまし)と判断し、データを破棄する。
 そして、送信側のECUが、切替ルールに則って、制御データブロックAにフレームID1を割り当てた第1の通信フレームを送信したとき、受信側のECUは、切替ルールに則って先の正常なフレームID2の次にフレームID1を受信したことになるので、正常と判断し、制御データブロックAの内容に従って処理を実行する。
 このように、受信側のECUは、切替ルールに則ったフレームIDの受信時には、正常と判断し制御データブロックAの内容に従って処理を実行するとともに、切替ルールに則っていないフレームIDの受信時には、異常(なりすまし)と判断しデータを破棄する。尚、制御データブロックB或いは制御データブロックCについても同様である。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
 (5)限られたフレームID(本例では、3種類のフレームID1~3)の中で、1つの制御データブロックを送信する際に、可変のフレームIDで通信することで、第三者に容易に通信解析されるリスクを低減できる。
 (6)第1~第9の通信フレームに対し、3種類のフレームID1~3で対応できるところ、フレームIDの割当数増加なしで、上記リスクの低減を実現できる。
 尚、上記各実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
 ・上記第1の実施の形態において、制御データブロックAに割り当てられる3種類のフレームID1~3の切替ルールは、「フレームID1→フレームID3→フレームID2」に限定されない。例えば、「フレームID1→フレームID3→フレームID1→フレームID2」のように、各ルーチンで同じフレームIDを2回以上使ってもよい。制御データブロックB或いは制御データブロックCについても同様である。
 ・上記第1の実施の形態において、制御データブロックAに複数のフレームIDが割り当てられる限り、制御データブロックAに2種類或いは4種類以上のフレームIDが割り当てられてもよい。制御データブロックB或いは制御データブロックCについても同様である。また、制御データブロック毎に個別の切替ルールが設定されてもよい。例えば、2種類のフレームID1~2が割り当てられる場合、各制御データブロックに「フレームID1→フレームID2」の切替ルールを適用することに限定されない。例えば、制御データブロックAには「フレームID1→フレームID2」の切替ルールを適用しつつ、制御データブロックBに「フレームID2→フレームID1→フレームID1」の切替ルールを適用してもよい。
 ・上記第1の実施の形態において、制御データブロック毎に個別の数による複数のフレームIDが割り当てられてもよい。例えば、制御データブロックAに2種類のフレームIDが割り当てられるとともに、制御データブロックBに3種類のフレームIDが割り当てられ、制御データブロックCに4種類のフレームIDが割り当てられてもよい。
 ・上記第1の実施の形態において、上記第2の実施の形態と同様に制御データブロック毎に「識別子情報」を設定してもよい。すなわち、送信側と受信側との間で「制御データ特定ID」を共有しつつ、送信側にて「フレームID」と組み合わせる「識別子情報」を制御データブロック毎に設定する仕組みは、複数の制御データブロックのそれぞれに対し、共通の複数のフレームIDを割り当てる実施形態に適用することに限定されない。
 ・上記第2の実施の形態において、制御データブロックA~Cのそれぞれに対し、共通の複数のフレームIDが割り当てられる限り、2種類或いは4種類以上のフレームIDが割り当てられてもよい。つまり、複数の制御データブロックのそれぞれに対して割り当てられる共通の複数のフレームIDの数(種類)は、当該複数の制御データブロックの数(種類)と同じでなくてもよい。
 ・上記第2の実施の形態において、制御データブロックA~Cのそれぞれに対し、個別の数による複数のフレームIDが割り当てられてもよい。例えば、制御データブロックAに2種類のフレームIDが割り当てられるとともに、制御データブロックBに3種類のフレームIDが割り当てられ、制御データブロックCに4種類のフレームIDが割り当てられてもよい。
 ・上記第2の実施の形態において、複数の制御データブロックのそれぞれに対して、完全に共通の複数のフレームIDが割り当てられる構成に限定されない。複数の制御データブロックのそれぞれに対して個別に割り当てられる複数のフレームIDの少なくとも1つが、他の制御データブロックに割り当てられる複数のフレームIDのいずれかと共通のフレームIDである構成でもよい。すなわち、複数の制御データブロックの間で少なくとも部分的に共通する複数のフレームIDが、それら複数の制御データブロックのそれぞれに対して割り当てられればよい。この場合、送信側のECUは、制御データブロック毎に、フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定する。その上で、送信側のECUは、制御データブロック毎に、複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信することになる。或いは、上記第1の実施の形態と組み合わせて、制御データブロック毎に受信側との間で共有するルールに則って、複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信することになる。
 ・CAN以外の車載通信に本発明を適用してもよい。車載通信以外の通信システムに本発明を適用してもよい。
 次に、上記各実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
 (付記1)各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
 複数の制御データブロックのそれぞれに対し、それら複数の制御データブロックの間で少なくとも部分的に共通する複数のフレームIDが割り当てられ、
 前記送信側は、前記制御データブロック毎に、前記フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを前記受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定した上で、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信し、
 前記複数の制御データブロックのそれぞれに対して割り当てられる前記複数のフレームIDの数は、当該複数の制御データブロックの数よりも少ないことを特徴とする通信システム。
 (付記2)各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
 複数の制御データブロックのそれぞれに対し、それら複数の制御データブロックの間で少なくとも部分的に共通する複数のフレームIDが割り当てられ、
 前記送信側は、前記制御データブロック毎に、前記フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを前記受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定した上で、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信し、
 前記複数の制御データブロックのそれぞれに対して割り当てられる前記複数のフレームIDの数は、当該複数の制御データブロックの数以上であることを特徴とする通信システム。
 (付記3)各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
 複数の制御データブロックのそれぞれに対し、複数のフレームIDが割り当てられ、
 前記送信側は、前記受信側との間で共有するルールに則って、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信し、
 前記複数の制御データブロックのそれぞれに対して割り当てられる前記複数のフレームIDの数は、当該複数の制御データブロックの数以上であることを特徴とする通信システム。
 (付記4)各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
 複数の制御データブロックのそれぞれに対し、個別の数による複数のフレームIDが割り当てられ、
 前記送信側は、前記受信側との間で共有するルールに則って、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信することを特徴とする通信システム。

Claims (4)

  1.  各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
     前記制御データブロックに複数のフレームIDが割り当てられ、
     前記送信側は、前記受信側との間で共有するルールに則って、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する
     ことを特徴とする通信システム。
  2.  請求項1に記載の通信システムにおいて、
     前記送信側は、前記フレームIDとの組み合わせにより前記制御データブロックを前記受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定した上で、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する
     ことを特徴とする通信システム。
  3.  各々送信側及び受信側として機能する複数の制御ユニットを含み、制御データブロックにフレームIDが割り当てられて1つのフレーム構造をなす通信フレームを前記送信側と前記受信側との間で送受信する通信システムにおいて、
     複数の制御データブロックのそれぞれに対し、それら複数の制御データブロックの間で少なくとも部分的に共通する複数のフレームIDが割り当てられ、
     前記送信側は、前記制御データブロック毎に、前記フレームIDとの組み合わせにより当該制御データブロックを前記受信側で一義的に特定可能とする識別子情報を設定した上で、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する
     ことを特徴とする通信システム。
  4.  請求項3に記載の通信システムにおいて、
     前記送信側は、前記制御データブロック毎に前記受信側との間で共有するルールに則って、前記複数のフレームIDの中から1つずつフレームIDを選択して動的且つ規則的にフレームIDを切り替えつつ制御データブロックを送信する
     ことを特徴とする通信システム。
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