WO2019049285A1 - 不正接続検知装置、不正接続検知方法および情報処理プログラム - Google Patents

不正接続検知装置、不正接続検知方法および情報処理プログラム Download PDF

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determination unit
unauthorized connection
waveform
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悠太 跡部
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an unauthorized connection detection device, an unauthorized connection detection method, and an information processing program for detecting that an apparatus is illegally connected to a bus line.
  • Patent Document 1 Etc. a technique for detecting that the devices are connected illegally and improving the security of the network has been studied.
  • Patent Document 1 describes an invention of an in-vehicle network system mounted on a vehicle such as a passenger car, a truck, and a bus.
  • authentication processing is performed when a device is connected, and an ECU (Electronic Control Unit) program that controls a functional unit of a vehicle is illegally rewritten, and data is illegally acquired from the ECU And prevent malicious processing from being performed by an unexpected device.
  • the authentication server when the device is connected, the authentication server performs an authentication process, and when the ECU receives a program rewrite request and a data acquisition request, the request source device permits the authentication process.
  • the authentication server is inquired as to whether the device has been Then, when the ECU can confirm that the device of the request source is the device permitted in the authentication process, the ECU executes the requested process.
  • the ECU which is an existing device connected to the in-vehicle network, inquires of the authentication server when it receives a request such as rewriting of a program, the device whose request transmission source is valid, ie It can be determined whether the device is permitted to connect to the in-vehicle network. However, the ECU can not determine whether the device performing the unauthorized operation is connected or not until the device actually communicates with the device performing the unauthorized operation and receives a request.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain an unauthorized connection detection device capable of promptly detecting that a device whose connection is not permitted is connected to a network.
  • the unauthorized connection detection device represents a voltage fluctuation waveform representing a time-dependent change of a voltage value of a bus line or a time change of an impedance value of a bus line.
  • the number of devices connected to the bus line is determined based on the measurement waveform, which is an impedance variation waveform, and the determination result of the number of devices and information indicating the number of valid devices connected to the bus line It is determined based on whether or not an unauthorized device is connected to the bus line.
  • the unauthorized connection detection device has an effect that it can quickly detect that a device whose connection is not permitted is connected to the network.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a voltage fluctuation waveform acquired by the waveform acquisition unit according to the first embodiment.
  • Diagram for explaining the operation of the connected device number determination unit according to the first embodiment A flowchart showing an example of the operation of the connected device number determination unit according to the first embodiment A diagram showing an example of a functional configuration block of the unauthorized connection detection device according to the second embodiment A diagram showing an example of a functional configuration block of the unauthorized connection detection device according to the third embodiment Diagram for explaining the operation of the noise removal unit according to the third embodiment A diagram showing an example of a functional configuration block of the unauthorized connection detection device according to the fourth embodiment A diagram showing an example of a functional configuration block of the unauthorized connection detection device according to the fifth embodiment
  • the flowchart which shows the operation example of connected equipment number decision section which depends on the form 5 of execution A diagram showing an example of a connected device number table used when the connected device number determination unit according to the fifth embodiment derives the number of devices connected to a bus line.
  • FIG. 18 is a diagram showing an operation outline of the connected device number determination unit according to the sixth embodiment.
  • a flowchart showing an operation example of the connected device number determination unit according to the sixth embodiment FIG. 16 is a diagram for describing an operation in which the connected device number determination unit according to the sixth embodiment generates a search waveform.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a network system to which an unauthorized connection detection device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the network system 100 includes the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment and one or more devices 2.
  • the unauthorized connection detection device 1 is realized by an information processing device.
  • the unauthorized connection detection device 1 and the device 2 are connected to the bus line 3 to configure a bus-type network.
  • the device 2 is a valid device that is permitted to connect to the bus line 3 and can communicate with the other device 2 and the unauthorized connection detection device 1 via the bus line 3.
  • the bus-type network configured by the unauthorized connection detection device 1 and the device 2 corresponds to a CAN (Contoroller Area Network), a LIN (Local Interconnect Network), or the like.
  • the network to which the unauthorized connection detection device 1 according to the present invention is applied is not limited to CAN and LIN.
  • the unauthorized connection detection device 1 according to the present invention can be applied to any bus network.
  • the unauthorized connection detection device 1 determines whether an unauthorized device is connected to the bus line 3 using a technology called TDR (Time Domain Reflectometry). Specifically, first, the unauthorized connection detection device 1 outputs a pulse signal or a step signal to the bus line 3 and observes its reflection characteristic. Next, the unauthorized connection detection device 1 determines whether an unauthorized device is connected to the bus line 3 based on the observation result of the reflection characteristic. The unauthorized device is an unexpected device which is not permitted to connect to the bus line 3 and which may perform an unauthorized operation.
  • TDR Time Domain Reflectometry
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of an information processing apparatus for realizing the unauthorized connection detection apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the information processing apparatus for realizing the unauthorized connection detection apparatus 1 includes a processor 10, a storage device 20, a voltage sensor 30, a signal generation circuit 40, and a communication circuit 50.
  • the unauthorized connection detection device 1 includes the waveform acquisition unit 11 realized by the processor 10, the connected device number determination unit 12, the unauthorized connection determination unit 13 and the notification unit 14, and the voltage sensor 30. It includes a voltage sampling unit 31 realized, a test signal output unit 41 realized by the signal generation circuit 40, and a communication unit 51 realized by the communication circuit 50.
  • the processor 10 illustrated in FIG. 2 is a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, also referred to as DSP (Digital Siganl Processor)), system LSI (Large Scale Integration) Etc.
  • the storage device 20 may be a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an erasable programmable read only memory (EPROM), an EEPROM (registered trademark) (electrically erasable programmable read only memory), or the like. is there.
  • the storage device 20 holds programs executed by the processor 10 and various data.
  • the program held by the storage device 20 and executed by the processor 10 is an information processing program for causing the processor 10 to operate as the waveform acquisition unit 11, the connected device number determination unit 12, the unauthorized connection determination unit 13, and the notification unit 14. .
  • the data held by the storage device 20 includes the threshold 21 and the number of authorized devices 22 shown in FIG.
  • the processor 10 operates as the waveform acquisition unit 11, the connected device number determination unit 12, the unauthorized connection determination unit 13, and the notification unit 14 by reading out and executing the information processing program stored in the storage device 20 from the storage device 20. Do.
  • the waveform acquisition unit 11, the connected device number determination unit 12, the unauthorized connection determination unit 13, and the notification unit 14 are realized by one processor, but these are realized by a plurality of processors. You may do so.
  • part of the waveform acquisition unit 11, connected device number determination unit 12, unauthorized connection determination unit 13, and notification unit 14 may be realized by the first processor, and the remaining may be realized by the second processor.
  • the waveform acquisition unit 11, the connected device number determination unit 12, the unauthorized connection determination unit 13, and the notification unit 14 may be realized by different processors.
  • the waveform acquisition unit 11 generates a waveform representing the temporal change of the voltage value of the bus line 3 based on the voltage value of the bus line 3 measured by the voltage sampling unit 31, and outputs the waveform to the connected device number determination unit 12.
  • the connected device number determination unit 12 determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the waveform representing the change with time of the voltage value of the bus line 3, and outputs the determination result to the unauthorized connection determination unit 13. .
  • the unauthorized connection determination unit 13 determines whether an unauthorized device is connected to the bus line 3 based on the number of devices connected to the bus line 3, and outputs the determination result to the notification unit 14.
  • the notification unit 14 notifies the determination result by the unauthorized connection determination unit 13 to the outside.
  • the notification unit 14 displays, for example, a determination result by the unauthorized connection determination unit 13 on a display device (not shown), that is, whether or not an unauthorized device is connected to the bus line 3. Notify the user.
  • the voltage sampling unit 31 measures the voltage value of the bus line 3 and outputs the measurement result to the waveform acquisition unit 11.
  • the voltage sampling unit 31 repeatedly measures the voltage value of the bus line 3 at a predetermined cycle.
  • the inspection signal output unit 41 When receiving an instruction from the waveform acquisition unit 11, the inspection signal output unit 41 generates a high-frequency pulse signal or step signal, and outputs the generated signal to the bus line 3 as an inspection signal.
  • the communication unit 51 transmits and receives information to and from the device 2 and other devices.
  • the communication unit 51 performs, for example, an authentication process that determines whether the device 2 is a valid device permitted to connect to the bus line 3 as the valid device number 22 held by the storage device 20. Obtained from a device (not shown).
  • the legal device number 22 is information indicating the number of legal devices connected to the bus line 3. For example, when the number of authorized devices 22 indicates "5", five valid devices are connected to the bus line 3.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the unauthorized connection detection device 1 acquires a waveform representing the change with time of the voltage of the bus line 3 (step S11).
  • the waveform acquiring unit 11 instructs the inspection signal output unit 41 to output the inspection signal to the bus line 3 when the predetermined condition is satisfied
  • the voltage sampling unit 31 The voltage value of the bus line 3 is acquired as a result of sampling, and a waveform (hereinafter referred to as a voltage fluctuation waveform) representing the temporal change of the acquired voltage value is generated.
  • the waveform acquisition unit 11 outputs the generated voltage fluctuation waveform to the connected device number determination unit 12.
  • the waveform acquisition unit 11 instructs the inspection signal output unit 41 to output the inspection signal, and the voltage value received from the voltage sampling unit 31 during a predetermined time elapses on the time axis.
  • the voltage fluctuation waveform is generated by arranging in order.
  • impedance mismatching occurs at the point where the device 2 is connected (hereinafter referred to as a connection point of the devices 2).
  • signal reflection occurs at each of the connection points of the device 2, and the voltage value of the bus line 3 changes under the influence of the reflection at each connection point. Therefore, the voltage fluctuation waveform representing the temporal change of the voltage value acquired by the waveform acquisition unit 11 is, for example, that shown in FIG. FIG.
  • each voltage fluctuation waveform corresponding to each test signal to be output is the number of the devices 2 connected to the bus line 3 and the connection point of the devices 2 If there is no change in the same waveform. Even when an unauthorized device other than the device 2 which is a valid device shown in FIG.
  • step S11 performed by the waveform acquisition unit 11 in cooperation with the inspection signal output unit 41 and the voltage sampling unit 31 is a process of observing the reflection characteristic of the bus line 3, and the characteristic of the bus line 3 is measured by the TDR method. Corresponds to the processing to be performed.
  • the unauthorized connection detection device 1 determines the number of devices connected to the bus line 3 (step S12).
  • the connected device number determination unit 12 determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the voltage fluctuation waveform input from the waveform acquisition unit 11.
  • the number of devices connected to the bus line 3 determined by the connected device number determination unit 12 is the number obtained by combining the number of valid devices that are the devices 2 and the number of unauthorized devices other than the device 2 .
  • the connected device number determination unit 12 compares the peak value included in the voltage fluctuation waveform with the threshold 21 stored in the storage device 20, and detects a peak value exceeding the threshold 21. Do.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the connected device number determination unit 12 according to the first embodiment, in which a threshold is added to the voltage fluctuation waveform shown in FIG.
  • a threshold is added to the voltage fluctuation waveform shown in FIG.
  • the connected device number determination unit 12 reverses the magnitude relationship between the voltage value forming the voltage fluctuation waveform and the threshold, and then reverses the magnitude relationship again to return to the original state.
  • the connected device number determination unit 12 determines that the number of devices connected to the bus line 3 is five. Do. The connected device number determination unit 12 outputs the number of devices connected to the bus line 3 to the unauthorized connection determination unit 13.
  • the connected device number determination unit 12 executes, for example, an operation according to the flowchart shown in FIG. 7 to determine the number of devices connected to the bus line 3.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the connected device number determination unit 12 according to the first embodiment, and illustrates an operation corresponding to the example illustrated in FIG.
  • the connected device number determination unit 12 starts the operation according to the flowchart shown in FIG.
  • the connected device number determination unit 12 initializes the sample number m and the number of connections n (step S21).
  • the sample number is a number representing one of a plurality of voltage values forming a voltage fluctuation waveform.
  • M is a positive integer
  • the sample numbers of the M voltage values are 1, 2, 3,.
  • step S22 if the m-th sample value is less than the threshold 21 (step S22: Yes), the connected device number determination unit 12 checks whether m is the maximum value (step S25). If m is not the maximum value (step S25: No), the connected device number determination unit 12 adds 1 to m (step S26) and confirms whether the m-th sample value is larger than the threshold 21 or not (Step S27). If the mth sample value is equal to or less than the threshold 21 (step S27: No), the connected device number determination unit 12 returns to step S25 and continues the operation.
  • step S27: Yes If the mth sample value is larger than the threshold 21 (step S27: Yes), the connected device number determination unit 12 adds 1 to n (step S28), and returns to step S23 to continue the operation.
  • step S23: Yes, step S25: Yes the operation ends.
  • the connected device number determination unit 12 sets the value of n when the operation illustrated in FIG. 7 is completed, that is, when it is determined that m is the maximum value, to be the number of devices connected to the bus line 3.
  • the threshold 21 used for comparison with the voltage value forming the voltage fluctuation waveform is a fixed value.
  • the peak value appearing in the voltage fluctuation waveform is not constant, the absolute value of the peak value appearing first is the largest, and the absolute value of each detected peak value is before that Less than the absolute value of the peak value detected in Therefore, the threshold 21 used to detect the peak value may be variable. Specifically, every time a peak value is detected, the threshold 21 used to detect the next peak value is changed.
  • the threshold 21 By changing the threshold 21 in accordance with the peak value to be detected, it is possible to detect the expected peak value using the threshold 21 of an appropriate value, and the detection accuracy of the peak value, that is, the bus The detection accuracy of the number of devices connected to the line 3 can be improved.
  • the peak value having the smallest absolute value is used as the detectable threshold 21. In this case, the possibility of erroneously detecting the peak value is increased.
  • the threshold 21 is variable, the possibility of erroneous detection of a peak value can be reduced.
  • the connected device number determination unit 12 executes step S28 shown in FIG. 7 to increase the number of connections n by 1, for example, and then uses it in the processes of steps S22 and S27. The threshold 21 is changed.
  • the unauthorized connection detection device 1 next determines whether the number of devices connected to the bus line 3 is a normal value (step S13).
  • step S13 the unauthorized connection determination unit 13 matches the number of devices connected to the bus line 3 input from the connected device number determination unit 12 with the number 22 of valid devices stored in the storage device 20. Check if it is If the number of devices connected to the bus line 3 matches the number of authorized devices 22, the unauthorized connection determination unit 13 determines that the number of connections is normal, and the number of devices connected to the bus line 3 is valid devices If the number does not match the number 22, it is determined that the number of connections is abnormal.
  • step S13 If the number of devices connected to the bus line 3 is a normal value (step S13: Yes), the unauthorized connection detection device 1 determines that there is no unauthorized connection, that is, no unauthorized device is connected to the bus line 3 (Step S16), the process ends.
  • step S13 If the number of devices connected to the bus line 3 is an abnormal value (step S13: No), the unauthorized connection detection device 1 determines that there is an unauthorized connection, that is, the unauthorized device is connected to the bus line 3 (Step S14), the notification process is executed (step S15).
  • step S15 the notification unit 14 notifies the user of the unauthorized connection detection device 1 or the like by displaying on the display device that the unauthorized device is connected to the bus line 3.
  • connection number is larger than the number 22 of valid devices.
  • the number of connections is also an abnormal value.
  • the unauthorized connection detection device 1 notifies in step S15 that a device connection abnormality has occurred, and instructs the confirmation of the device connection state.
  • An operation such as performing may be performed.
  • the notification process is performed only when the number of devices connected to the bus line 3 is an abnormal value, but when the number of devices connected to the bus line 3 is a normal value Also, notification processing may be performed to notify that the number of connections is normal.
  • the unauthorized connection detection device 1 outputs a high frequency pulse signal or a step signal, which is a signal for inspection, to the bus line 3, and the voltage value of the bus line 3 at this time is obtained.
  • the voltage fluctuation waveform representing the time-dependent change of the voltage value of the bus line 3 is measured, and the number of devices connected to the bus line 3 is determined based on the generated voltage fluctuation waveform.
  • the unauthorized connection detection device 1 compares the number of determined devices with the number 22 of valid devices indicating the number of valid devices connected to the bus line 3 held in advance, and the unauthorized device It is determined whether it is connected to the bus line 3 or not.
  • the unauthorized connection detection device 1 Since the unauthorized connection detection device 1 according to the present embodiment detects the connection of an unauthorized device based on the voltage value of the bus line 3, communication with other devices is performed when determining the presence or absence of an unauthorized device connection. There is no need to perform processing. Therefore, according to the unauthorized connection detection device 1 according to the present embodiment, it is possible to promptly detect that the device whose connection is not permitted is connected to the bus line 3 while preventing the processing load from increasing. Can.
  • the connected device number determination unit 12 of the present embodiment determines the number of devices connected to the bus line 3 by comparing the voltage fluctuation waveform with the threshold value, reflection occurs on the bus line 3.
  • the timing that is, where on the bus line 3 the device is connected can be detected. For example, when the operation is performed according to the flowchart shown in FIG. 14, the connected device number determination unit 12 detects that the sample value has become less than the threshold, and then the sample value becomes larger than the threshold When it is detected, it can be seen that reflection occurs in a range from when the sample value becomes less than the threshold value to when the sample value becomes larger than the threshold value.
  • the unauthorized connection detection device 1 may store the detection timing of each reflected wave when it is determined that the number of devices connected to the bus line 3 is a normal value. In this case, when the unauthorized connection detection device 1 determines that the number of devices connected to the bus line 3 is an abnormal value in the subsequent operation, which position on the bus line 3 the unauthorized device is connected to It becomes detectable.
  • the unauthorized connection detection device 1 determines that the number of devices connected to the bus line 3 is an abnormal value, the generation timing of each reflected wave at this time is determined as the value where the number of devices connected to the bus line 3 is normal By comparing with the detection timing of each reflected wave stored when it is judged, it is possible to know the timing at which the reflection occurred at the connection point of the incorrect device, and based on this timing, the connection position of the incorrect device is It can be calculated. Therefore, if the unauthorized connection detection device 1 determines that an unauthorized device is not connected, it stores information on the timing of occurrence of reflection at the connection point of each device (authorized device), and uses this information.
  • the connection position of the unauthorized device may be specified, and the connection position of the unauthorized device may be notified to the outside. That is, the unauthorized connection detection device 1 is connected to the bus line 3 in a state in which the information on the occurrence timing of the reflection when the unauthorized device is not connected to the bus line 3 is held. If it is detected, in addition to the notification that the unauthorized device is connected, the notification of the connection position of the unauthorized device may be performed.
  • the process of identifying the connection position of the unauthorized device may be performed by the unauthorized connection determination unit 13 or may be performed by the connected device number determination unit 12.
  • a processing unit for specifying the connection position of the unauthorized device may be separately provided.
  • the unauthorized connection determination unit 13 determines that the number of devices connected to the bus line 3 is an abnormal value
  • the information on the detection timing of each reflected wave at this time is acquired from the unauthorized connection determination unit 13 and the bus Information on the detection timing of each reflected wave when the number of devices connected to the line 3 is a normal value is read out from the storage device 20, and the connection position of the incorrect device is specified based on these pieces of information.
  • the connected device number determination unit 12 determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the voltage fluctuation waveform and the threshold value, but instead of the voltage fluctuation waveform, Impedance variation waveform may be used.
  • the impedance variation waveform is a waveform that represents the change with time of the impedance of the bus line 3.
  • the operation of the connected device number determination unit 12 in the case of using the impedance fluctuation waveform is the same as the operation in the case of using the voltage fluctuation waveform. That is, the connected device number determination unit 12 counts the number of peak values of the impedance fluctuation waveform exceeding the threshold value, and sets the count result as the number of devices connected to the bus line 3.
  • the waveform acquisition unit 11 converts the voltage value received from the voltage sampling unit 31 into an impedance value to generate an impedance variation waveform.
  • FIG. 8 is a diagram of an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device according to the second embodiment.
  • the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment adds a temperature measurement unit 61 to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment, and replaces the connected device number determination unit 12 with the connected device number determination unit 12a. It is also, the unauthorized connection detection device 1a holds a plurality of threshold values 21-1 to 21-i. Components other than the temperature measurement unit 61 and the connected device number determination unit 12a of the unauthorized connection detection device 1a are the same as the components to which the same reference numerals of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment are attached. Therefore, the description of the components other than the temperature measurement unit 61 and the connected device number determination unit 12a will be omitted.
  • the temperature measurement unit 61 is realized by the temperature sensor 60.
  • the temperature measurement unit 61 measures the temperature around the bus line 3 and outputs the measurement result to the connected device number determination unit 12a.
  • the temperature measurement unit 61 repeatedly measures the temperature around the bus line 3 at a predetermined cycle.
  • the cycle in which the temperature measuring unit 61 measures the temperature may be different from or the same as the cycle in which the voltage sampling unit 31 measures the voltage value. Further, the temperature measurement unit 61 may measure the temperature when receiving an instruction from the connected device number determination unit 12 a or the waveform acquisition unit 11 instead of repeatedly measuring the temperature.
  • the connected device number determination unit 12 a performs the same process as the connected device number determination unit 12 of the first embodiment, and determines the number of devices connected to the bus line 3. However, when determining the number of devices connected to the bus line 3 based on the voltage fluctuation waveform received from the waveform acquisition unit 11, the connected device number determination unit 12a measures the bus line 3 measured by the temperature measurement unit 61. Use a threshold that corresponds to the ambient temperature of the Even if there is no change in the number of devices connected to the bus line 3, if the temperature of the bus line 3 changes, the voltage fluctuation waveform changes under the influence of the temperature change, and the peak value included in the voltage fluctuation waveform It may change. Therefore, a plurality of types of threshold values 21-1 to 21-i are prepared in advance, and the unauthorized connection detection device 1a uses the threshold value corresponding to the ambient temperature of the bus line 3 to Determine the number of connected devices.
  • the fraudulent connection detection device 1a is, for example, the first threshold used when the ambient temperature of the bus line 3 is 10 ° C. or less, and the ambient temperature of the bus line 3 is greater than 10 ° C. and 20 ° C. or less
  • a plurality of types of threshold values such as a fourth threshold value to be used may be held, and the first to fourth threshold values may be used in accordance with the ambient temperature of the bus line 3.
  • the unauthorized connection detection device 1a monitors the ambient temperature of the bus line 3 and selects and uses a threshold corresponding to the ambient temperature from among a plurality of thresholds. The number of devices connected to the bus line 3 is determined. Thereby, as compared with the unauthorized connection detection device 1 of the first embodiment, it is possible to detect with high accuracy that the device having the possibility of performing an unauthorized operation is connected.
  • FIG. 9 is a diagram of an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device according to the third embodiment.
  • the unauthorized connection detection device 1b according to the third embodiment is obtained by adding a noise removal unit 71 to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the components other than the noise removal unit 71 of the unauthorized connection detection device 1 b are the same as the components to which the same reference numerals of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment are attached. Therefore, the description of the components other than the noise removing unit 71 is omitted.
  • the values of the sample points and the deviation values used in the following description are for the purpose of making the description of the operation of the noise removing unit 71 easy to understand, and are not to limit the operation of the noise removing unit 71.
  • the noise removing unit 71 is realized by the processor 10. That is, the noise removing unit 71 is realized by the processor 10 reading out a program for operating as the noise removing unit 71 from the storage device 20 and executing the program.
  • the program for operating as the noise removing unit 71 is the same as the information processing program for operating as the waveform acquisition unit 11, connected device number determination unit 12, unauthorized connection determination unit 13 and notification unit 14 described in the first embodiment. The configuration may be included.
  • the noise removal unit 71 removes noise components included in the voltage fluctuation waveform output by the waveform acquisition unit 11.
  • the noise removing unit 71 outputs the voltage fluctuation waveform after removing the noise component to the connected device number determination unit 12.
  • the connected device number determination unit 12 determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the voltage fluctuation waveform after the noise component is removed, so that the determination accuracy can be improved.
  • the noise removing unit 71 removes the noise component from the voltage fluctuation waveform.
  • the waveform acquiring unit 11 repeatedly executes the process of generating a voltage fluctuation waveform, and outputs a plurality of voltage fluctuation waveforms to the noise removing unit 71.
  • the noise removal unit 71 averages the plurality of voltage fluctuation waveforms output from the waveform acquisition unit 11, and outputs the averaged voltage fluctuation waveform to the connected equipment number determination unit 12 as a voltage fluctuation waveform after noise component removal.
  • the noise removing unit 71 obtains deviation values of the values of the respective sample points constituting each of the plurality of voltage fluctuation waveforms output from the waveform acquisition unit 11 (see FIG. 10).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the noise removal unit 71 according to the third embodiment.
  • FIG. 10 shows an example of processing four voltage fluctuation waveforms.
  • the noise removing unit 71 obtains a deviation value of each of the four voltage values for each sample point.
  • the deviation of four values of sample points with sample numbers m j is 55, 51, 47, 45, and the deviation of four values of sample points with sample numbers m k is 52, 51, 50, and 31.
  • the noise removing unit 71 determines that the voltage value whose deviation value is equal to or greater than the first threshold and the voltage value whose deviation value is equal to or less than the second threshold is impulse noise.
  • the first threshold is larger than the second threshold.
  • the first threshold and the second threshold are, for example, voltage values of the same sample number when the voltage sampling unit 31 repeatedly measures when the connection state of the device to the bus line 3 is the same. Taking into consideration how much the variation is, and the range of the variation is determined to be within the range between the first threshold and the second threshold.
  • the noise removing unit 71 averages, for each sample point, voltage values that are not determined to be impulse noise, and generates a voltage fluctuation waveform after noise component removal.
  • the noise removing unit 71 calculates all voltage values for the voltage values of the sample number m j shown in FIG. It is determined that the noise is not impulse noise, and all voltage values are to be averaged.
  • the voltage fluctuation waveform itself including the voltage value determined to be impulse noise that is, the values of all the sample points constituting the voltage fluctuation waveform may be excluded from the objects of averaging.
  • the voltage value determined to be impulse noise may be corrected to be a voltage value corresponding to the deviation value 50, and averaging may be performed using the corrected voltage value. .
  • the noise removing unit 71 can remove the influence of impulse noise, and the determination accuracy by the connected device number determination unit 12 can be further improved than in the case of Example 1.
  • the noise removing unit 71 removes the maximum value and the minimum value from among the plurality of values of each of the sample points constituting each of the plurality of voltage fluctuation waveforms output from the waveform acquisition unit 11, and the maximum value and the minimum value The voltage values that do not fall under any of the above are averaged, and a voltage fluctuation waveform after noise component removal is generated.
  • the noise removing unit 71 excludes 80 and 45, 65, 53. , 47 as the target of the averaging process.
  • the noise removing unit 71 can remove the influence of the impulse noise by simpler processing than the second example. In addition, since there is no need to prepare a judgment standard to be used in the process of removing a value, design is facilitated.
  • the noise removing unit 71 excludes a fixed number of values in descending order of the value, and excludes a fixed number of values in ascending order of the value. It is also good.
  • the number of excluded values (a fixed number) on the larger value side is the same as the number of excluded values on the smaller value side, and the fixed number is an integer of 1 or more.
  • the noise removing unit 71 excludes three values in the descending order of values and excludes three values in the ascending order of values.
  • the noise removing unit 71 adopts a median value among a plurality of values of each sample point constituting each of the plurality of voltage fluctuation waveforms output from the waveform acquisition unit 11, and removes values other than the median value. .
  • the noise removing unit 71 , 53 when five voltage fluctuation waveforms are to be processed, and the sample numbers of the voltage fluctuation waveforms at five sample points of m j are 80, 65, 53, 47, and 45 in descending order, the noise removing unit 71 , 53, and this is used as the m j -th sample value of the voltage fluctuation waveform output to the connected equipment number determination unit 12, that is, the value of the sample point whose sample number is m j .
  • the noise removing unit 71 obtains an average value of two central values among the values of a plurality of sample points having the same sample number, and uses this as the number of connected devices. The value of the voltage fluctuation waveform output to the determination unit 12 is used.
  • the noise removing unit 71 adopts 61 and 57, and outputs the average value 59 to the connected equipment number determination unit 12 as the value of the sample point of which the sample number of the voltage fluctuation waveform is m j .
  • n is a positive integer, and represents the total number of voltage fluctuation waveforms repeatedly input from the waveform acquisition unit 11 to the noise removal unit 71.
  • the noise removing unit 71 executes processing according to equation (1) for each sample point of the same sample number, and generates a voltage fluctuation waveform after noise component removal.
  • the unauthorized connection detection device 1b since the unauthorized connection detection device 1b according to the present embodiment includes the noise removal unit 71 that removes the noise component from the voltage fluctuation waveform, the devices for which the connection is not permitted are connected to the bus line 3. It can be determined with high accuracy whether or not it is connected.
  • the noise removal unit 71 is added to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the noise removal unit 71 is added to the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment. May be
  • FIG. 11 is a diagram of an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device according to the fourth embodiment.
  • An unauthorized connection detection device 1c according to the fourth embodiment is obtained by adding a device authentication unit 81 to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the components other than the device authentication unit 81 of the unauthorized connection detection device 1 c are the same as the components with the same reference numerals of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment. Therefore, the description of the components other than the device authentication unit 81 is omitted.
  • the device authentication unit 81 is realized by the processor 10. That is, the device authentication unit 81 is realized by the processor 10 reading out a program for operating as the device authentication unit 81 from the storage device 20 and executing the program.
  • the program for operating as the device authentication unit 81 is the same as the information processing program for operating as the waveform acquisition unit 11, connected device number determination unit 12, unauthorized connection determination unit 13 and notification unit 14 described in the first embodiment. The configuration may be included.
  • the device authentication unit 81 communicates with a device connected to the bus line 3 and executes an authentication process to determine whether the device is a valid device, ie, a device permitted to connect to the bus line 3. For example, the device authentication unit 81 inquires the device 2 connected to the bus line 3 for identification information of the device and a password for device authentication. Then, the device authentication unit 81 confirms whether or not the device 2 is a valid device by confirming whether or not the identification information and the password received from the device 2 match the pre-registered identification information and the password.
  • the device authentication unit 81 determines that the device 2 is a valid device, and the storage device 20 holds the The number of legal devices 22 is updated. Specifically, the device authentication unit 81 increases the number of legal devices 22 by one each time it determines that the device 2 connected to the bus line 3 is a legal device.
  • the unauthorized connection detection device 1c since the unauthorized connection detection device 1c according to the present embodiment includes the device authentication unit 81 that performs authentication processing of the device connected to the bus line 3, the device for which connection is not permitted is the bus line There is no need to hold in advance the number 22 of valid devices required to determine whether or not they are connected to 3. In addition, the unauthorized connection detection device 1 c correctly determines whether or not a device whose connection is not permitted is connected to the bus line 3 even after the number of legitimate devices connected to the bus line 3 changes. It can be determined.
  • FIG. 12 is a diagram of an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device according to the fifth embodiment.
  • the unauthorized connection detection device 1d according to the fifth embodiment is obtained by replacing the connected device number determination unit 12 of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment with a connected device number determination unit 12d.
  • the unauthorized connection detection device 1 d holds the connected device number table 23.
  • the connected device number table 23 is used when the connected device number determination unit 12 d determines the number of connected devices to the bus line 3.
  • the components other than the connection device number determination unit 12d of the unauthorized connection detection device 1d are the same as the components with the same reference numerals of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment. Therefore, the description of the components other than the connected device number determination unit 12d will be omitted.
  • the connected device number determination unit 12 described in the first embodiment determines the number of devices connected to the bus line 3 by comparing each sample value constituting the voltage fluctuation waveform with a threshold value.
  • the connected device number determination unit 12d calculates the area of the voltage fluctuation waveform, and determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the area. Since the area of the voltage fluctuation waveform decreases as the number of devices connected to the bus line 3 increases, the connected device number determination unit 12 d determines the number of devices connected to the bus line 3 using this property. .
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation example of the connected device number determination unit 12d according to the fifth embodiment.
  • the connected device number determination unit 12d calculates the area of the voltage fluctuation waveform (step S31).
  • the connected device number determination unit 12 d may calculate the area of the voltage fluctuation waveform by integrating the sample values measured by the voltage sampling unit 31.
  • the connected device number determination unit 12d then refers to the connected device number table 23 to derive the number of connected devices to the bus line 3 (step S32).
  • the connected device number determination unit 12d for example, refers to the connected device number table shown in FIG. 14 to obtain the number of connected devices corresponding to the area of the voltage fluctuation waveform calculated in step S31.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a connected device number table used when the connected device number determination unit 12d according to the fifth embodiment derives the number of connected devices to the bus line 3.
  • A represents a reference area which is the area of the voltage fluctuation waveform when no device is connected to the bus line 3.
  • S represents the area of the voltage fluctuation waveform calculated in step S31.
  • P is a variation parameter (0 ⁇ P ⁇ 1)
  • Z is a fixed value representing the amount of influence of one device on the area of the voltage fluctuation waveform. The method of calculating the influence amount Z will be described separately.
  • the connected device number determination unit 12 d determines that the number of connected devices is 0 when the calculated area S satisfies “(A ⁇ Z * P) ⁇ S ⁇ A”, When the calculated area S satisfies “(A ⁇ 2 * Z * P) ⁇ S ⁇ (A ⁇ Z * P)”, the number of connected devices is determined to be 1, and the calculated area S is “(A ⁇ 3 * If Z * P) ⁇ S ⁇ (A ⁇ 2 * Z * P) ”, it is determined that the number of connected devices is two.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the method of creating the connected device number table shown in FIG.
  • the connected device number determination unit 12d creates the connected device number table shown in FIG. 14 in advance according to the procedure shown in FIG.
  • the connected device number table may be created other than the connected device number determination unit 12d.
  • the connected device characteristic table shown in FIG. 15 is a table in which information representing the respective characteristics of the valid devices connected to the bus line 3 is registered.
  • the information representing the characteristic of the legitimate device can be, for example, a capacitance.
  • FIG. 15 shows an example in which three devices are legitimate and the characteristic value is capacitance.
  • the capacitance of the device with an ID (Identification) of 1 is X1
  • the capacitance of the device with an ID of 2 is X2
  • the ID is 3
  • the device's capacitance is X3.
  • the connected device characteristic table is changed accordingly when the number of valid devices connected to the bus line 3 is changed.
  • the change of the connected device characteristic table is performed by the user of the unauthorized connection detection device 1d or the like using the information writing tool.
  • the connected device number determination unit 12d periodically checks whether or not the connected device characteristic table is updated, and when it is detected that the connected device characteristic table is updated, executes a reference table derivation process to generate a connected device number table.
  • the connected device number determination unit 12d first calculates the above-described influence amount Z according to equation (2), and creates a connected device number table using the calculated influence amount Z.
  • the influence coefficient Yi included in the equation (2) and the area Ra for the characteristic are previously obtained by simulation or the like.
  • the connected device number table may be generated by an information processing apparatus or the like external to the unauthorized connection detection device 1d, and the connected device number table may be written in the unauthorized connection detection device 1d.
  • the unauthorized connection detection device 1 d determines the number of devices connected to the bus line 3 based on the area of the voltage fluctuation waveform, and based on the number of devices connected to the bus line 3. Then, it is determined whether an unauthorized device is connected to the bus line 3 or not. Similarly to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment, the unauthorized connection detection device 1 d prevents the processing load from increasing, and that devices not permitted to be connected are connected to the bus line 3. It can be detected promptly. In addition, the unauthorized connection detection device 1 d can improve the resistance to random noise as compared with the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment.
  • the number of connected devices of the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment is the connected device number determination unit 12d. It may be Here, when the connected device number determination unit 12a of the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment is the connected device number determination unit 12d, the connected device number determination unit 12d changes to the bus line 3 in the unauthorized connection detection device 1a.
  • a plurality of connected device number tables used in the process of deriving the number of connected devices are prepared and held. Then, the connected device number determination unit 12 d uses the connected device number table corresponding to the temperature measured by the temperature measurement unit 61 among the plurality of connected device number tables, and the number of connected devices to the bus line 3 Execute processing to derive
  • FIG. 16 is a diagram of an example of functional configuration blocks of the unauthorized connection detection device according to the sixth embodiment.
  • the unauthorized connection detection device 1e according to the sixth embodiment is obtained by replacing the connected device number determination unit 12 of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment with a connected device number determination unit 12e.
  • the unauthorized connection detection device 1 e holds the reference waveform 24.
  • the reference waveform 24 is used when the connected device number determination unit 12e determines the number of connected devices to the bus line 3.
  • the components other than the connection device number determination unit 12e of the unauthorized connection detection device 1e are the same as the components with the same reference numerals of the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment. Therefore, the description of the components other than the connected device number determination unit 12e will be omitted.
  • the connected device number determination unit 12 described in the first embodiment determines the number of devices connected to the bus line 3 by comparing each sample value constituting the voltage fluctuation waveform with a threshold value.
  • the connected device number determination unit 12e analyzes the voltage fluctuation waveform and extracts the component of the reflected wave corresponding to each connection point of the devices, thereby determining the number of devices connected to the bus line 3 judge.
  • the connected device number determination unit 12e searches for a waveform whose difference from the reference waveform 24 is smaller than a predetermined value or a waveform whose difference from the waveform generated from the reference waveform 24 is smaller than a predetermined value. To determine the number of devices connected to the bus line 3.
  • FIG. 17 is a diagram showing an operation outline of the connected device number determination unit 12e according to the sixth embodiment.
  • the example shown in FIG. 17 shows an operation outline in the case where the number of devices connected to the bus line 3 is five.
  • the connected device number determination unit 12e analyzes the voltage fluctuation waveform to extract the components of the reflected waves (1) to (5), and as a result, the connected device to the bus line 3 The number is determined to be five.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation example of the connected device number determination unit 12e according to the sixth embodiment.
  • the connected device number determination unit 12e starts the operation according to the flowchart shown in FIG.
  • the connected device number determination unit 12e first initializes the number of connections n (step S41), and then acquires the reference waveform 24 (step S42).
  • the reference waveform 24 represents the shape of the reflected wave that the unauthorized connection detection device 1 e first detects. In the case of the example shown in FIG. 17, the reflected wave that the unauthorized connection detection device 1e first detects is a reflected wave (1), and the shape of the reference waveform 24 is similar to the shape of the reflected wave (1).
  • the connected device number determination unit 12e next uses the reference waveform 24 as a search waveform, and is a process of checking whether or not a reflected wave of a waveform similar to the search waveform is included in the voltage fluctuation waveform.
  • a detection process of a waveform similar to the application waveform is executed (step S43).
  • the waveform similar to the search waveform is a waveform whose difference with the search waveform is smaller than a predetermined value.
  • the connected device number determination unit 12e first compares a part of the voltage fluctuation waveform with the search waveform to obtain the absolute value of the difference. For example, in the case where the search waveform is configured by L (L is a positive integer) sample values (voltage values), the connected device number determination unit 12e determines the number of sample values forming the voltage fluctuation waveform. The L sample values from the top, ie, the first sample value to the L-th sample value, are selected for comparison. The first sample value is a sample value measured first among the plurality of sample values, and the L-th sample value is a sample value measured L-th among the plurality of sample values.
  • the connected device number determination unit 12e sequentially calculates the absolute value of the difference between the L sample values forming the search waveform and the L sample values to be compared, from the first sample value. Furthermore, the connected device number determination unit 12e obtains a total value of the calculated absolute values, and uses this as the absolute value of the difference between a part of the voltage fluctuation waveform and the search waveform. Next, when the absolute value of the difference between a part of the voltage fluctuation waveform and the search waveform is smaller than a predetermined value, the connected device number determination unit 12e is configured to include L sample values to be compared. Is determined to be similar to the search waveform.
  • the connected device number determination unit 12e determines whether the second of the plurality of sample values constituting the voltage fluctuation waveform is L Sample values, that is, the second sample value to the L + 1th sample value are selected as comparison targets, and the difference between L sample values constituting the search waveform and L sample values to be compared The absolute value of is determined, and it is checked whether the sum of the determined absolute values is smaller than a predetermined value.
  • the connected device number determination unit 12e performs the same process until it determines that the waveform including the L sample values to be compared is similar to the search waveform, or the voltage fluctuation waveform. The same processing is repeatedly performed until the same processing performed by selecting L sample values from the end of the plurality of sample values being configured as a comparison target is completed.
  • step S43 If the connected device number determination unit 12e detects a waveform similar to the search waveform, that is, if a waveform similar to the search waveform is included in the voltage fluctuation waveform (step S43: Yes), n is 1 for 1 In addition (step S44), a search waveform is generated (step S45). Then, the connected device number determination unit 12e returns to step S43 and uses the search waveform generated in step S45 to execute again the detection process of a waveform similar to the search waveform.
  • the connected device number determination unit 12e generates a search waveform in step S45.
  • the connected equipment number determination unit 12e detects a reflected wave having a waveform similar to a search waveform
  • the waveform of the reflected wave to be detected next has relevance to the reflected wave of the detected waveform. Therefore, the search waveform used in the next reflected wave detection processing is also related to the search waveform used in the previous detection processing, and the search waveform used in the next reflected wave detection processing Can be generated based on the search waveform used in the detection process up to that point. For example, in the example shown in FIG.
  • the reflected wave (1) is detected first, and in the following order, the reflected wave (2), the reflected wave (3), the reflected wave (4), and the reflected wave (5) Be done.
  • the search waveform (hereinafter referred to as a second search waveform) used in the detection process of the reflected wave (2) is the search waveform (hereinafter referred to as the first waveform used in the detection process of the reflected wave (1)).
  • the search waveform of (1) For example, assuming that the first search waveform and the second search waveform are as shown in FIG. 19, the connected device number determination unit 12e determines the time width T 1 of the first search waveform shown in FIG.
  • FIG. 19 is a diagram for describing an operation in which the connected device number determination unit 12e according to the sixth embodiment generates a search waveform.
  • T 2 ⁇ ⁇ T 1 (3)
  • V 2 ⁇ ⁇ V 1 (4)
  • the coefficients ⁇ and ⁇ are obtained in advance by simulation or the like.
  • the connected device number determination unit 12e generates the search waveform in step S45. However, if there is no problem even if the amount of data stored in the unauthorized connection detection device 1e increases, a plurality of such devices will be generated.
  • the search waveform may be calculated in advance and stored in the unauthorized connection detection device 1e.
  • the connected device number determination unit 12e reads the search waveform used in the process of step S43 from the storage device 20. If a plurality of search waveforms are calculated in advance and stored in the unauthorized connection detection device 1e, the processing of the connected device number determination unit 12e can be simplified.
  • step S43 If the connected device number determination unit 12e does not detect a waveform similar to the search waveform in step S43, that is, if a waveform similar to the search waveform is not included in the voltage fluctuation waveform (step S43: No), the operation Finish.
  • the number n of connected devices is determined at the time of completion of the operation shown in FIG. 18, that is, when it is determined that the waveform similar to the search waveform is not included in the voltage fluctuation waveform.
  • the unauthorized connection detection device 1 e analyzes the voltage fluctuation waveform, and detects the reflected waves generated by the devices connected to the bus line 3, thereby to the bus line 3. Determine the number of connected devices. Similarly to the unauthorized connection detection device 1 according to the first embodiment, the unauthorized connection detection device 1 e prevents the processing load from increasing, and that devices not permitted to be connected are connected to the bus line 3. It can be detected promptly.
  • the number of connected devices of the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment is the connected device number determination unit 12e. It may be Here, when the connected device number determination unit 12a of the unauthorized connection detection device 1a according to the second embodiment is the connected device number determination unit 12e, in the unauthorized connection detection device 1a, the connected device number determination unit 12e switches to the bus line 3.
  • a plurality of types of reference waveforms are prepared and held in the process of deriving the number of connected devices. Then, the connected device number determination unit 12e uses the reference waveform corresponding to the temperature measured by the temperature measurement unit 61 among the plurality of types of reference waveforms to derive the number of connected devices to the bus line 3. Run.
  • the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.

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Abstract

不正接続検知装置(1)は、バスライン(3)の電圧値の経時変化を表す電圧変動波形、または、バスラインのインピーダンス値の経時変化を表すインピーダンス変動波形である、計測波形に基づいて、バスラインに接続されている機器の数を判定する接続機器数判定部(12)と、接続機器数判定部による機器の数の判定結果と、バスラインに接続されている正当な機器の数を示す情報とに基づいて、バスラインに不正な機器が接続されているか否かを判定する不正接続判定部(13)と、を備える。

Description

不正接続検知装置、不正接続検知方法および情報処理プログラム
 本発明は、バスラインに機器が不正に接続されていることを検出する不正接続検知装置、不正接続検知方法および情報処理プログラムに関する。
 近年、バスラインに複数の機器が接続して通信を行う構成のネットワークシステムにおいて、機器が不正に接続されていることを検出してネットワークのセキュリティを向上させる技術が検討されている(特許文献1など参照)。
 特許文献1には、乗用車、トラック、バスなどの車両に搭載される車載ネットワークシステムの発明が記載されている。特許文献1に記載の車載ネットワークシステムでは、機器が接続されると認証処理を行い、車両の機能部の制御を行うECU(Electronic Control Unit)のプログラムを不正に書き換える、ECUからデータを不正に取得する、といった悪意のある処理が予期せぬ機器により実行されるのを防止する。具体的には、車載ネットワークシステムにおいて、機器が接続されると認証サーバが認証処理を行い、ECUは、プログラムの書き換え要求、データの取得要求を受けた場合、要求元の機器が認証処理で許可された機器か否かを認証サーバに問い合わせる。そして、ECUは、要求元の機器が認証処理で許可された機器であることを確認できた場合、要求された処理を実行する。
特開2012-104049号公報
 特許文献1に記載の発明では、車載ネットワークに接続された既存の機器であるECUは、プログラムの書き換えなどの要求を受けた場合、認証サーバに問い合わせることで、要求送信元が正当な機器、すなわち車載ネットワークへの接続が許可された機器であるか否かを判定することができる。しかし、ECUは、不正な動作を行う機器と実際に通信を行い何らかの要求を受けるまで、不正な動作を行う機器が接続されているか否かを判別することができない。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接続が許可されていない機器がネットワークに接続されたことを速やかに検出することが可能な不正接続検知装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる不正接続検知装置は、バスラインの電圧値の経時変化を表す電圧変動波形、または、バスラインのインピーダンス値の経時変化を表すインピーダンス変動波形である、計測波形に基づいて、バスラインに接続されている機器の数を判定し、機器の数の判定結果と、バスラインに接続されている正当な機器の数を示す情報とに基づいて、バスラインに不正な機器が接続されているか否かを判定する。
 本発明にかかる不正接続検知装置は、接続が許可されていない機器がネットワークに接続されたことを速やかに検出することができる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる不正接続検知装置が適用されるネットワークシステムの一例を示す図 実施の形態1にかかる不正接続検知装置を実現するハードウェアの一例を示す図 実施の形態1にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態1にかかる不正接続検知装置の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態1にかかる波形取得部が取得する電圧変動波形の一例を示す図 実施の形態1にかかる接続機器数判定部の動作を説明するための図 実施の形態1にかかる接続機器数判定部の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態2にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態3にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態3にかかるノイズ除去部の動作を説明するための図 実施の形態4にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態5にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態5にかかる接続機器数判定部の動作例を示すフローチャート 実施の形態5にかかる接続機器数判定部がバスラインへの機器の接続数を導出する際に使用する接続機器数テーブルの一例を示す図 図14に示した接続機器数テーブルの作成方法を説明するための図 実施の形態6にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図 実施の形態6にかかる接続機器数判定部の動作概要を示す図 実施の形態6にかかる接続機器数判定部の動作例を示すフローチャート 実施の形態6にかかる接続機器数判定部が探索用波形を生成する動作を説明するための図
 以下に、本発明の実施の形態にかかる不正接続検知装置、不正接続検知方法および情報処理プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる不正接続検知装置が適用されるネットワークシステムの一例を示す図である。ネットワークシステム100は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1と、1台以上の機器2とを備える。不正接続検知装置1は情報処理装置により実現される。不正接続検知装置1および機器2は、バスライン3に接続され、バス型のネットワークを構成する。機器2は、バスライン3への接続が許可され、バスライン3を介して他の機器2および不正接続検知装置1との通信が可能な正当な機器である。不正接続検知装置1および機器2により構成されるバス型のネットワークとしては、CAN(Contoroller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)などが該当する。なお、本発明にかかる不正接続検知装置1が適用されるネットワークをCANおよびLINに限定するものではない。バス型のネットワークであれば本発明にかかる不正接続検知装置1を適用可能である。
 不正接続検知装置1は、TDR(Time Domain Reflectometry)という技術を利用し、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを判定する。具体的には、まず、不正接続検知装置1は、バスライン3にパルス信号またはステップ信号を出力し、その反射特性を観測する。次に、不正接続検知装置1は、反射特性の観測結果に基づいて、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを判定する。不正な機器とは、バスライン3への接続が許可されておらず、不正な動作を行う可能性のある予期せぬ機器である。
 図2は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1を実現する情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。また、図3は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の機能構成ブロックの一例を示す図である。
 図2に示したように、不正接続検知装置1を実現する情報処理装置は、プロセッサ10、記憶装置20、電圧センサ30、信号生成回路40および通信回路50を備える。
 また、図3に示したように、不正接続検知装置1は、プロセッサ10により実現される波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14と、電圧センサ30により実現される電圧サンプリング部31と、信号生成回路40により実現される検査用信号出力部41と、通信回路50により実現される通信部51とを備える。
 図2に示したプロセッサ10は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Siganl Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。また、記憶装置20は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などである。記憶装置20は、プロセッサ10で実行されるプログラムおよび各種データを保持する。記憶装置20が保持する、プロセッサ10で実行されるプログラムは、プロセッサ10が波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14として動作するための情報処理プログラムである。記憶装置20が保持するデータには、図3に示したしきい値21および正当機器数22が含まれる。
 プロセッサ10は、記憶装置20で記憶されている情報処理プログラムを記憶装置20から読み出して実行することにより、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14として動作する。
 なお、図3に示した例では、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14を1つのプロセッサで実現しているが、これらを複数のプロセッサで実現するようにしてもよい。例えば、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14の一部を第1のプロセッサで実現し、残りを第2のプロセッサで実現するようにしてもよい。また、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14をそれぞれ異なるプロセッサで実現してもよい。プロセッサと記憶装置であるメモリとが1つのIC(Integrated Circuit)チップに搭載されたワンチップマイコンを利用して波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14を実現してもよい。
 図3に示した不正接続検知装置1の波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13、通知部14、電圧サンプリング部31、検査用信号出力部41および通信部51の動作について説明する。
 波形取得部11は、電圧サンプリング部31で計測されたバスライン3の電圧値に基づいて、バスライン3の電圧値の経時変化を表す波形を生成し、接続機器数判定部12へ出力する。
 接続機器数判定部12は、バスライン3の電圧値の経時変化を表す波形に基づいて、バスライン3に接続されている機器の数を判定し、判定結果を不正接続判定部13へ出力する。
 不正接続判定部13は、バスライン3に接続されている機器の数に基づいて、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを判定し、判定結果を通知部14へ出力する。
 通知部14は、不正接続判定部13による判定結果を外部に通知する。通知部14は、例えば、図示を省略した表示装置に不正接続判定部13による判定結果、すなわち、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを表示させることにより不正接続検知装置1の利用者に対して通知を行う。
 電圧サンプリング部31は、バスライン3の電圧値を計測し、計測結果を波形取得部11へ出力する。電圧サンプリング部31は、予め決められた周期でバスライン3の電圧値を繰り返し計測する。
 検査用信号出力部41は、波形取得部11から指示を受けると高周波のパルス信号またはステップ信号を生成し、生成した信号を検査用信号としてバスライン3へ出力する。
 通信部51は、機器2およびその他の機器との間で情報を送受信する。通信部51は、例えば、記憶装置20が保持する正当機器数22を、機器2がバスライン3への接続を許可された正当な機器か否かを判定する処理である認証処理を実行する認証装置(図示せず)から取得する。正当機器数22は、バスライン3に接続されている正当な機器の数を示す情報である。例えば、正当機器数22が「5」を示す場合、バスライン3には正当な機器が5台接続されていることになる。
 つづいて、不正接続検知装置1の動作、具体的には、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを確認する動作について、図3および図4を参照しながら説明する。図4は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
 不正接続検知装置1は、まず、バスライン3の電圧の経時変化を表す波形を取得する(ステップS11)。このステップS11では、波形取得部11が、予め決められた条件を満たした場合に検査用信号出力部41に対して指示を行って検査用信号をバスライン3へ出力させるとともに、電圧サンプリング部31によるサンプリング結果すなわちバスライン3の電圧値を取得し、取得した電圧値の経時変化を表す波形(以下、電圧変動波形とする)を生成する。波形取得部11は、生成した電圧変動波形を接続機器数判定部12へ出力する。波形取得部11は、検査用信号出力部41に対して検査用信号の出力を指示してから予め定められた時間が経過するまでの間に電圧サンプリング部31から受け取った電圧値を時間軸上に並べることにより電圧変動波形を生成する。ここで、バスライン3に1台以上の機器2が接続されている場合、機器2が接続されている点(以下、機器2の接続点とする)ではインピーダンスの不整合が生じる。その結果、機器2の接続点の各々では信号の反射が生じ、各接続点における反射の影響を受けてバスライン3の電圧値が変化する。そのため、波形取得部11が取得する電圧値の経時変化を表す電圧変動波形は、例えば、図5に示したものとなる。図5は、実施の形態1にかかる波形取得部11が取得する電圧変動波形の一例を示す図である。図5において、横軸は、検査用信号出力部41が検査用信号を出力してからの経過時間、縦軸は、電圧サンプリング部31で計測された電圧を表す。検査用信号出力部41が検査用信号を繰り返し出力する場合、出力される各検査用信号に対応する各電圧変動波形は、バスライン3に接続されている機器2の数および機器2の接続点に変化が無ければ同様の波形となる。なお、図3などに示した正当な機器である機器2以外の不正な機器がバスライン3に接続されている場合でも、不正な機器が接続されている点においてインピーダンスの不整合が生じ、検査用信号が反射される。波形取得部11が検査用信号出力部41および電圧サンプリング部31と連携して行うステップS11の処理は、バスライン3の反射特性を観測する処理であり、TDR法によりバスライン3の特性を測定する処理に相当する。
 不正接続検知装置1は、次に、バスライン3への機器の接続数を判定する(ステップS12)。このステップS12では、接続機器数判定部12が、波形取得部11から入力された電圧変動波形に基づいて、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。接続機器数判定部12が判定する、バスライン3に接続されている機器の数は、機器2である正当な機器の数と、機器2以外の不正な機器の数とを合わせた数である。接続機器数判定部12は、具体的には、電圧変動波形に含まれるピーク値と、記憶装置20で記憶されているしきい値21とを比較し、しきい値21を超えるピーク値を検出する。そして、接続機器数判定部12は、検出したピーク値の数を、バスライン3に接続されている機器の数と判定する(図6参照)。図6は、実施の形態1にかかる接続機器数判定部12の動作を説明するための図であり、図5に示した電圧変動波形にしきい値を追記したものである。図5に示した電圧変動波形の例では、検査用信号の反射が発生するとバスライン3の電圧が低下する。そのため、この場合のしきい値21を超えるピーク値は、しきい値21を下回るピーク値となる。別の表現を用いると、接続機器数判定部12は、電圧変動波形を構成する電圧値としきい値との大小関係が逆転し、その後、この大小関係が再度逆転して元の状態に戻る現象が発生した回数を、バスライン3に接続されている機器の数と判定する。図6に示した例の場合、しきい値21を超えているピーク値の数が5であるため、接続機器数判定部12は、バスライン3に接続されている機器の数を5と判定する。接続機器数判定部12は、バスライン3に接続されている機器の数を不正接続判定部13へ出力する。
 接続機器数判定部12は、例えば、図7に示したフローチャートに従った動作を実行してバスライン3に接続されている機器の数を判定する。図7は、実施の形態1にかかる接続機器数判定部12の動作の一例を示すフローチャートであり、図6に示した例に対応する動作を示している。接続機器数判定部12は、電圧変動波形が入力されると、図7に示したフローチャートに従った動作を開始する。
 接続機器数判定部12は、まず、サンプル番号mおよび接続数nを初期化する(ステップS21)。サンプル番号は、電圧変動波形を形成する複数の電圧値の中の1つを表す番号である。ここでは、複数の電圧値の中で最初に計測された電圧値のサンプル番号が最も小さく、最後に計測された電圧値のサンプル番号が最も大きいものとする。また、電圧変動波形がM個の電圧値(Mは正の整数)で形成され、M個の電圧値のそれぞれのサンプル番号が1,2,3,…,Mであるものとする。接続数は、バスライン3に接続されている機器の数である。この場合、接続機器数判定部12は、ステップS21において、m=1,n=0とする。
 接続機器数判定部12は、次に、サンプル番号がmの電圧値であるm番目のサンプル値がしきい値21未満か否かを確認する(ステップS22)。m番目のサンプル値がしきい値21以上の場合(ステップS22:No)、接続機器数判定部12は、mが最大値か否か、すなわちm=Mか否かを確認する(ステップS23)。mが最大値ではない場合(ステップS23:No)、接続機器数判定部12は、mに1を加え(ステップS24)、ステップS22に戻って動作を継続する。
 一方、m番目のサンプル値がしきい値21未満の場合(ステップS22:Yes)、接続機器数判定部12は、mが最大値か否かを確認する(ステップS25)。接続機器数判定部12は、mが最大値ではない場合(ステップS25:No)、mに1を加え(ステップS26)、m番目のサンプル値がしきい値21よりも大きいか否かを確認する(ステップS27)。m番目のサンプル値がしきい値21以下の場合(ステップS27:No)、接続機器数判定部12は、ステップS25に戻って動作を継続する。m番目のサンプル値がしきい値21よりも大きい場合(ステップS27:Yes)、接続機器数判定部12は、nに1を加え(ステップS28)、ステップS23に戻って動作を継続する。また、接続機器数判定部12は、mが最大値であると判定した場合(ステップS23:Yes,ステップS25:Yes)、動作を終了する。接続機器数判定部12は、図7に示した動作を終了した時点、すなわちmが最大値であると判定した時点のnの値を、バスライン3に接続されている機器の数とする。
 なお、図6および図7に示した例では、電圧変動波形を形成する電圧値との比較に用いるしきい値21を固定値とした。しかし、図5および図6に示したように、電圧変動波形に現れるピーク値は、一定ではなく、最初に現れるピーク値の絶対値が最も大きく、検出される各ピーク値の絶対値はそれ以前に検出されたピーク値の絶対値よりも小さい。そのため、ピーク値の検出に用いるしきい値21を可変としてもよい。具体的には、ピーク値を検出するごとに、次のピーク値の検出に用いるしきい値21を変更する。検出するピーク値に合わせてしきい値21を変更することにより、予想されるピーク値を適切な値のしきい値21を用いて検出することが可能となり、ピーク値の検出精度、すなわち、バスライン3に接続されている機器の数の検出精度を向上させることができる。図6に示した例では、絶対値が最も小さいピーク値を検出可能なしきい値21としているが、この場合、ピーク値を誤検出する可能性が高まる。一方、しきい値21を可変とした場合、ピーク値を誤検出する可能性を低くすることができる。接続機器数判定部12は、しきい値21を可変とする場合、例えば、図7に示したステップS28を実行して接続数nを1増加させた後に、ステップS22およびS27の処理で使用するしきい値21を変更する。
 図4の説明に戻り、不正接続検知装置1は、次に、バスライン3への機器の接続数が正常な値か否かを判定する(ステップS13)。このステップS13では、不正接続判定部13が、接続機器数判定部12から入力された、バスライン3に接続されている機器の数が記憶装置20で記憶されている正当機器数22と一致しているか否かを確認する。不正接続判定部13は、バスライン3に接続されている機器の数が正当機器数22と一致する場合は接続数が正常と判断し、バスライン3に接続されている機器の数が正当機器数22と一致しない場合は接続数が異常と判断する。
 不正接続検知装置1は、バスライン3への機器の接続数が正常な値の場合(ステップS13:Yes)、不正接続なし、すなわち、不正な機器がバスライン3に接続されていないと判断し(ステップS16)、処理を終了する。
 不正接続検知装置1は、バスライン3への機器の接続数が異常な値の場合(ステップS13:No)、不正接続あり、すなわち、不正な機器がバスライン3に接続されていると判断し(ステップS14)、通知処理を実行する(ステップS15)。このステップS15では、通知部14が、バスライン3に不正な機器が接続されていることを表示装置に表示するなどして、不正接続検知装置1の利用者などに通知する。なお、不正な機器がバスライン3に接続されている場合、バスライン3に接続されている機器の数(接続数)が正当機器数22よりも大きい状態となる。一方、接続数が正当機器数22よりも小さい場合も接続数が異常な値となるが、この場合は、バスライン3に本来接続されている筈の正当な機器の一部または全てが未接続状態となっていることが考えられる。そのため、不正接続検知装置1は、接続数が正当機器数22よりも小さい場合、ステップS15において、機器の接続異常が発生していることを通知する、機器の接続状態の確認を指示する通知を行う、などの動作を行うようにしてもよい。図4に示したフローチャートでは、バスライン3への機器の接続数が異常な値の場合にのみ通知処理を行うこととしたが、バスライン3への機器の接続数が正常な値の場合にも、接続数が正常である旨を通知するための通知処理を行うようにしても構わない。
 このように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1は、バスライン3に対して検査用の信号である高周波のパルス信号またはステップ信号を出力し、このときのバスライン3の電圧値を計測してバスライン3の電圧値の経時変化を表す電圧変動波形を生成し、生成した電圧変動波形に基づいてバスライン3に接続されている機器の数を判定する。そして、不正接続検知装置1は、判定した機器の数と、予め保持している、バスライン3に接続されている正当な機器の数を示す正当機器数22とを比較し、不正な機器がバスライン3に接続されているか否かを判定する。本実施の形態にかかる不正接続検知装置1は、バスライン3の電圧値に基づいて不正な機器の接続を検知するため、不正な機器の接続の有無を判定する際に他の機器と通信を行うといった処理が不要である。よって、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1によれば、処理負荷が増大するのを防止しつつ、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されたことを速やかに検出することができる。
 ここで、本実施の形態の接続機器数判定部12は、電圧変動波形としきい値とを比較してバスライン3への機器の接続数を判定することから、バスライン3で反射が発生するタイミング、すなわち、バスライン3のどこに機器が接続されているのかを検出することができる。例えば、図14に示したフローチャートに従って動作を行う場合、接続機器数判定部12は、サンプル値がしきい値未満となったことを検出し、その後、サンプル値がしきい値よりも大きくなったことを検出した場合には、サンプル値がしきい値未満となってからサンプル値がしきい値よりも大きくなるまでの範囲で反射が発生したことが分かる。そのため、不正接続検知装置1は、バスライン3への機器の接続数が正常な値と判断した場合の各反射波の検出タイミングを記憶するようにしてもよい。この場合、不正接続検知装置1は、その後の動作でバスライン3への機器の接続数が異常な値と判断した際に、不正な機器がバスライン3のどの位置に接続されているのかを検出可能になる。すなわち、不正接続検知装置1は、バスライン3への機器の接続数が異常な値と判断すると、このときの各反射波の発生タイミングを、バスライン3への機器の接続数が正常な値と判断した場合に記憶した各反射波の検出タイミングと比較することにより、不正な機器の接続点で反射が発生したタイミングを知ることができ、このタイミングに基づいて、不正な機器の接続位置を算出することができる。したがって、不正接続検知装置1は、不正な機器が接続されていないと判断した場合、各機器(正当な機器)の接続点で反射が発生したタイミングの情報を記憶し、この情報を使用して、不正な機器の接続を検知した場合に不正な機器の接続位置を特定し、不正な機器の接続位置を外部に通知するようにしてもよい。すなわち、不正接続検知装置1は、バスライン3に不正な機器が接続されていないときの反射の発生タイミングの情報を保持している状態でバスライン3に不正な機器が接続されていることを検知した場合、不正な機器が接続されている旨の通知に加えて、不正な機器の接続位置の通知を行うようにしてもよい。
 不正な機器の接続位置を特定する処理は、不正接続判定部13が行ってもよいし、接続機器数判定部12が行ってもよい。また、不正な機器の接続位置を特定するための処理部を別途設けてもよい。不正接続判定部13が不正な機器の接続位置を特定する構成とする場合、例えば、不正接続判定部13は、バスライン3への機器の接続数が正常な値と判断すると、各反射波の検出タイミングの情報を記憶装置2へ書き込むよう接続機器数判定部12に指示を行い、この指示に従い接続器数判定部12が各反射波の検出タイミングの情報を記憶装置2へ書き込む。その後、不正接続判定部13は、バスライン3への機器の接続数が異常な値と判断すると、このときの各反射波の検出タイミングの情報を不正接続判定部13から取得し、また、バスライン3への機器の接続数が正常な値の場合の各反射波の検出タイミングの情報を記憶装置20から読み出し、これらの情報に基づいて、不正な機器の接続位置を特定する。
 なお、本実施の形態において、接続機器数判定部12は、バスライン3に接続されている機器の数を電圧変動波形およびしきい値に基づいて判定することとしたが、電圧変動波形の代わりにインピーダンス変動波形を使用するようにしてもよい。インピーダンス変動波形は、バスライン3のインピーダンスの経時変化を表す波形である。インピーダンス変動波形を使用する場合の接続機器数判定部12の動作は、電圧変動波形を使用する場合の動作と同様である。すなわち、接続機器数判定部12はインピーダンス変動波形のピーク値がしきい値を超える数をカウントし、カウント結果をバスライン3に接続されている機器の数とする。この場合、波形取得部11は、電圧サンプリング部31から受け取った電圧値をインピーダンス値に変換し、インピーダンス変動波形を生成する。
実施の形態2.
 図8は、実施の形態2にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図である。実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1に対して温度計測部61を追加し、接続機器数判定部12を接続機器数判定部12aに置き換えたものである。また、不正接続検知装置1aは、複数のしきい値21-1~21-iを保持している。不正接続検知装置1aの温度計測部61および接続機器数判定部12a以外の構成要素は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の同じ符号が付された構成要素と同じである。そのため、温度計測部61および接続機器数判定部12a以外の構成要素については説明を省略する。
 温度計測部61は、温度センサ60により実現される。温度計測部61は、バスライン3の周囲の温度を計測し、計測結果を接続機器数判定部12aへ出力する。温度計測部61は、予め決められた周期でバスライン3の周囲の温度を繰り返し計測する。なお、温度計測部61が温度を計測する周期は、電圧サンプリング部31が電圧値を計測する周期と異なっていてもよいし同じであってもよい。また、温度計測部61は、温度を繰り返し計測するのではなく、接続機器数判定部12aまたは波形取得部11から指示を受けた場合に温度を計測するようにしてもよい。
 接続機器数判定部12aは、実施の形態1の接続機器数判定部12と同様の処理を行い、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。ただし、接続機器数判定部12aは、波形取得部11から受け取った電圧変動波形に基づいてバスライン3に接続されている機器の数を判定する際、温度計測部61で計測されたバスライン3の周囲の温度に対応するしきい値を使用する。バスライン3に接続されている機器の数に変化が無い状態でも、バスライン3の温度が変化すると、温度変化の影響を受けて電圧変動波形が変化し、電圧変動波形に含まれるピーク値が変化する可能性がある。そのため、複数種類のしきい値21-1~21-iを予め準備しておき、不正接続検知装置1aは、バスライン3の周囲温度に対応するしきい値を使用して、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。
 不正接続検知装置1aは、例えば、バスライン3の周囲温度が10℃以下の場合に使用する第1のしきい値、バスライン3の周囲温度が10℃よりも大きく、かつ20℃以下の場合に使用する第2のしきい値、バスライン3の周囲温度が20℃よりも大きく、かつ30℃以下の場合に使用する第3のしきい値、バスライン3の周囲温度が30℃より大きい場合に使用する第4のしきい値、といった複数種類のしきい値を保持しておき、第1のしきい値~第4のしきい値を、バスライン3の周囲温度に合わせて使い分ける。
 このように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1aは、バスライン3の周囲温度を監視し、複数のしきい値の中から周囲温度に対応するしきい値を選択して使用し、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。これにより、実施の形態1の不正接続検知装置1と比較して、不正な動作を行う可能性のある機器が接続されたことをより高精度に検知することができる。
実施の形態3.
 図9は、実施の形態3にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図である。実施の形態3にかかる不正接続検知装置1bは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1に対してノイズ除去部71を追加したものである。不正接続検知装置1bのノイズ除去部71以外の構成要素は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の同じ符号が付された構成要素と同じである。そのため、ノイズ除去部71以外の構成要素については説明を省略する。なお、以下の説明で使用するサンプル点の値および偏差値は、ノイズ除去部71の動作の説明を分かり易くするためのものであり、ノイズ除去部71の動作を限定するものではない。
 ノイズ除去部71は、プロセッサ10により実現される。すなわち、ノイズ除去部71は、プロセッサ10が、ノイズ除去部71として動作するためのプログラムを記憶装置20から読み出して実行することにより実現される。ノイズ除去部71として動作するためのプログラムは、実施の形態1で説明した、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14として動作するための情報処理プログラムに含まれた構成であってもよい。
 ノイズ除去部71は、波形取得部11が出力する電圧変動波形に含まれるノイズ成分を除去する。ノイズ除去部71は、ノイズ成分を除去した後の電圧変動波形を接続機器数判定部12へ出力する。これにより、接続機器数判定部12は、バスライン3に接続されている機器の数をノイズ成分が除去された後の電圧変動波形に基づいて判定するため、判定精度を向上させることができる。
 ここで、ノイズ除去部71が電圧変動波形からノイズ成分を除去する動作例について説明する。なお、波形取得部11は、電圧変動波形を生成する処理を繰り返し実行し、複数の電圧変動波形をノイズ除去部71へ出力するものとする。
<例1>
 ノイズ除去部71は、波形取得部11から出力された複数の電圧変動波形を平均化し、平均化後の電圧変動波形をノイズ成分除去後の電圧変動波形として接続機器数判定部12へ出力する。
<例2>
 ノイズ除去部71は、波形取得部11から出力された複数の電圧変動波形のそれぞれを構成している各サンプル点の値の偏差値を求める(図10参照)。図10は、実施の形態3にかかるノイズ除去部71の動作を説明するための図である。図10は、4つの電圧変動波形を処理対象とした場合の例を示している。図10の例の場合、1つのサンプル点に対応する電圧値が4つ存在するため、ノイズ除去部71は、サンプル点ごとに、4つの電圧値それぞれの偏差値を求める。図10に示した例では、サンプル番号がmjのサンプル点の4つの値の偏差値が55,51,47,45、サンプル番号がmkのサンプル点の4つの値の偏差値が52,51,50,31である。
 ノイズ除去部71は、偏差値が第1のしきい値以上の電圧値および偏差値が第2のしきい値以下の電圧値をインパルスノイズと判定する。第1のしきい値は第2のしきい値よりも大きな値とする。第1のしきい値および第2のしきい値は、例えば、バスライン3への機器の接続状態が同じ状態のときに電圧サンプリング部31が繰り返し計測を行った場合に同じサンプル番号の電圧値がどれくらいばらつくのかを考慮し、ばらつく範囲が第1のしきい値と第2のしきい値との間に収まるように決定する。
 この例2の場合、ノイズ除去部71は、インパルスノイズと判定しなかった電圧値をサンプル点ごとに平均化し、ノイズ成分除去後の電圧変動波形を生成する。
 例えば、第1のしきい値を57とし、第2のしきい値を43とした場合、ノイズ除去部71は、図10に示したサンプル番号mjの電圧値については、全ての電圧値をインパルスノイズではないと判断し、全ての電圧値を平均化の対象とする。また、ノイズ除去部71は、サンプル番号mkの電圧値については、偏差値が31の電圧値をインパルスノイズと判断して、平均化の対象から除外する。
 なお、インパルスノイズと判定した電圧値を含んでいる電圧変動波形そのもの、すなわち電圧変動波形を構成している全てのサンプル点の値を平均化の対象から除外するようにしてもよい。また、別の処理方法として、インパルスノイズと判定した電圧値を、偏差値50に相当する電圧値となるように補正し、補正後の電圧値を使用して平均化を行うようにしてもよい。
 例2の場合、ノイズ除去部71は、インパルスノイズの影響を除去することができ、接続機器数判定部12による判定精度を、例1の場合よりもさらに向上させることができる。
<例3>
 ノイズ除去部71は、波形取得部11から出力された複数の電圧変動波形のそれぞれを構成している各サンプル点の複数の値のうち、最大値および最小値を除去し、最大値および最小値のいずれにも該当しない電圧値を対象として、平均化し、ノイズ成分除去後の電圧変動波形を生成する。
 例えば、5つの電圧変動波形を処理対象とし、あるサンプル点の5つの値が、大きい順に80,65,53,47,45の場合、ノイズ除去部71は、80および45を除いた65,53,47を平均化処理の対象とする。
 例3の場合、ノイズ除去部71は、例2よりも単純な処理でインパルスノイズの影響を除去することができる。また、値を除去する処理で使用する判定基準を準備する必要が無いため、設計が容易となる。
 なお、ここでは最大値および最小値を除外することとしたが、ノイズ除去部71は、値が大きい順に一定数の値を除外するとともに、値が小さい順に一定数の値を除外するようにしてもよい。値が大きい側の除外する値の数(一定数)と、値が小さい側の除外する値の数は同一とし、一定数は1以上の整数とする。ノイズ除去部71は、例えば、値が大きい順に3つの値を除外するとともに、値が小さい順に3つの値を除外する。
<例4>
 ノイズ除去部71は、波形取得部11から出力された複数の電圧変動波形のそれぞれを構成している各サンプル点の複数の値のうち、中央値を採用し、中央値以外の値を除去する。
 例えば、5つの電圧変動波形を処理対象とし、各電圧変動波形のサンプル番号がmjの5つのサンプル点の値が、大きい順に80,65,53,47,45の場合、ノイズ除去部71は、53を採用し、これを接続機器数判定部12へ出力する電圧変動波形のmj番目のサンプル値、すなわち、サンプル番号がmjのサンプル点の値とする。
 なお、処理対象の電圧変動波形の数が偶数の場合、ノイズ除去部71は、サンプル番号が同じ複数のサンプル点の値のうち、中央の2つの値の平均値を求め、これを接続機器数判定部12へ出力する電圧変動波形の値とする。例えば、6つの電圧変動波形を処理対象とし、各電圧変動波形のサンプル番号がmjの6つのサンプル点の値が、大きい順に72,68,61,57,51,47の場合、ノイズ除去部71は、61および57を採用し、これらの平均値59を電圧変動波形のサンプル番号がmjのサンプル点の値として接続機器数判定部12へ出力する。
 処理対象の各電圧変動波形のあるサンプル番号のサンプル点の値をx1,x2,…,xn-1,xnとした場合、このサンプル番号の複数のサンプル点に対するノイズ除去部71の処理は、以下の式(1)で表される。式(1)において、nは正の整数であり、波形取得部11からノイズ除去部71に繰り返し入力される電圧変動波形の総数を表す。ノイズ除去部71は、同じサンプル番号のサンプル点ごとに、式(1)に従った処理を実行し、ノイズ成分除去後の電圧変動波形を生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 例4の場合、単純な処理でインパルスノイズおよびランダムノイズを除去することができる。また、値を除去する処理で使用する判定基準を予め準備しておく必要が無いため、設計が容易となる。
 以上のように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1bは、電圧変動波形からノイズ成分を除去するノイズ除去部71を備えることとしたので、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されているか否かを高精度に判定することができる。
 なお、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1に対してノイズ除去部71を追加する例について説明したが、実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aに対してノイズ除去部71を追加してもよい。
実施の形態4.
 図11は、実施の形態4にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図である。実施の形態4にかかる不正接続検知装置1cは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1に対して機器認証部81を追加したものである。不正接続検知装置1cの機器認証部81以外の構成要素は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の同じ符号が付された構成要素と同じである。そのため、機器認証部81以外の構成要素については説明を省略する。
 機器認証部81は、プロセッサ10により実現される。すなわち、機器認証部81は、プロセッサ10が、機器認証部81として動作するためのプログラムを記憶装置20から読み出して実行することにより実現される。機器認証部81として動作するためのプログラムは、実施の形態1で説明した、波形取得部11、接続機器数判定部12、不正接続判定部13および通知部14として動作するための情報処理プログラムに含まれた構成であってもよい。
 機器認証部81は、バスライン3に接続している機器と通信を行い、正当な機器、すなわちバスライン3への接続が許可された機器であるか否かを判定する認証処理を実行する。機器認証部81は、例えば、バスライン3に接続されている機器2に対して、機器の識別情報および機器認証用のパスワードを問い合わせる。そして、機器認証部81は、機器2から受け取った識別情報およびパスワードが予め登録されている識別情報およびパスワードと一致しているか否かを確認することにより、機器2が正当な機器であるか否かを判定する。機器認証部81は、機器2から受け取った識別情報およびパスワードが予め登録されている識別情報およびパスワードと一致している場合、機器2が正当な機器であると判定し、記憶装置20が保持している正当機器数22を更新する。具体的には、機器認証部81は、バスライン3に接続している機器2が正当な機器であると判定するごとに、正当機器数22を1だけ増加させる。
 このように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1cは、バスライン3に接続する機器の認証処理を行う機器認証部81を備えるようにしたので、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されているか否かを判定するために必要な正当機器数22を予め保持しておく必要が無くなる。また、不正接続検知装置1cは、バスライン3に接続している正当な機器の数に変動が生じた後でも、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されているか否かを正しく判定することができる。
実施の形態5.
 図12は、実施の形態5にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図である。実施の形態5にかかる不正接続検知装置1dは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の接続機器数判定部12を接続機器数判定部12dに置き換えたものである。また、不正接続検知装置1dは、接続機器数テーブル23を保持している。接続機器数テーブル23は、接続機器数判定部12dがバスライン3への接続機器数を判定する際に使用される。不正接続検知装置1dの接続機器数判定部12d以外の構成要素は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の同じ符号が付された構成要素と同じである。そのため、接続機器数判定部12d以外の構成要素については説明を省略する。
 実施の形態1で説明した接続機器数判定部12は、電圧変動波形を構成する各サンプル値をしきい値と比較することによりバスライン3に接続されている機器の数を判定するものであった。これに対して、接続機器数判定部12dは、電圧変動波形の面積を算出し、面積に基づいて、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。電圧変動波形の面積は、バスライン3に接続されている機器の数が多くなるにつれて小さくなるため、この性質を利用して接続機器数判定部12dはバスライン3への機器の接続数を求める。
 図13は、実施の形態5にかかる接続機器数判定部12dの動作例を示すフローチャートである。接続機器数判定部12dは、まず、電圧変動波形の面積を算出する(ステップS31)。接続機器数判定部12dは、電圧サンプリング部31で測定された各サンプル値を積算することにより電圧変動波形の面積を算出してもよい。接続機器数判定部12dは、次に、接続機器数テーブル23を参照してバスライン3への機器の接続数を導出する(ステップS32)。接続機器数判定部12dは、例えば、図14に示した接続機器数テーブルを参照し、ステップS31で算出した電圧変動波形の面積に対応する接続機器数を求める。
 図14は、実施の形態5にかかる接続機器数判定部12dがバスライン3への機器の接続数を導出する際に使用する接続機器数テーブルの一例を示す図である。図14に示した接続機器数テーブルにおいて、Aは、バスライン3に機器が接続されていない場合の電圧変動波形の面積である基準面積を表す。Sは、ステップS31で算出した電圧変動波形の面積を表す。Pは、ばらつきパラメータ(0<P≦1)であり、Zは、機器1台が電圧変動波形の面積に与える影響量を表す固定値である。影響量Zの算出方法については別途説明する。図14に示したテーブルを使用する場合、接続機器数判定部12dは、算出した面積Sが「(A-Z*P)<S≦A」を満たす場合は接続機器数が0と判定し、算出した面積Sが「(A-2*Z*P)<S≦(A-Z*P)」を満たす場合は接続機器数が1と判定し、算出した面積Sが「(A-3*Z*P)<S≦(A-2*Z*P)」を満たす場合は接続機器数が2と判定する。
 図15は、図14に示した接続機器数テーブルの作成方法を説明するための図である。例えば、接続機器数判定部12dは、図15に示した手順に従い、図14に示した接続機器数テーブルを予め作成しておく。なお、接続機器数判定部12d以外で接続機器数テーブルを作成するようにしても構わない。
 図15に示した接続機器特性テーブルは、バスライン3に接続されている正当な機器のそれぞれの特性を表す情報が登録されたテーブルである。正当な機器の特性を表す情報は例えばキャパシタンスとすることができる。図15は、正当な機器が3台、特性を表す値がキャパシタンスの場合の例であり、ID(Identification)が1の機器のキャパシタンスをX1、IDが2の機器のキャパシタンスをX2、IDが3の機器のキャパシタンスをX3としている。接続機器特性テーブルは、バスライン3に接続される正当な機器の数が変更されると、それに合わせて変更される。接続機器特性テーブルの変更は、不正接続検知装置1dのユーザなどが、情報の書き込みツールを使用するなどして行う。接続機器数判定部12dは、接続機器特性テーブルが更新されたか否かを定期的に確認し、更新されたことを検出した場合、参照テーブル導出処理を実行して接続機器数テーブルを生成する。
 接続機器数判定部12dは、参照テーブル導出処理において、まず、上述した影響量Zを式(2)に従って算出し、算出した影響量Zを用いて接続機器数テーブルを作成する。式(2)に含まれる影響係数Yiおよび特性に対する面積Raは、シミュレーションなどにより予め求めておく。図15に示した例の場合、バスライン3に接続されている正当な機器の数が3であるため、n=3となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、不正接続検知装置1dの外部の情報処理装置などで接続機器数テーブルを生成し、接続機器数テーブルを不正接続検知装置1dに書き込む構成としても構わない。
 このように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1dは、電圧変動波形の面積に基づいて、バスライン3への機器の接続数を判定し、バスライン3への機器の接続数に基づいて、バスライン3に不正な機器が接続されているか否かを判定する。不正接続検知装置1dは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1と同様に、処理負荷が増大するのを防止しつつ、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されたことを速やかに検出することができる。また、不正接続検知装置1dは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1と比較して、ランダムノイズに対する耐性を高めることができる。
 なお、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の接続機器数判定部12を接続機器数判定部12dとする場合について説明したが、実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aの接続機器数判定部12a、実施の形態3にかかる不正接続検知装置1bの接続機器数判定部12、または、実施の形態4にかかる不正接続検知装置1cの接続機器数判定部12を接続機器数判定部12dとしてもよい。ここで、実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aの接続機器数判定部12aを接続機器数判定部12dとする場合、不正接続検知装置1aは、接続機器数判定部12dがバスライン3への機器の接続数を導出する処理で使用する接続機器数テーブルを複数種類用意して保持しておく。そして、接続機器数判定部12dは、複数種類の接続機器数テーブルのうち、温度計測部61で計測された温度に対応する接続機器数テーブルを使用して、バスライン3への機器の接続数を導出する処理を実行する。
実施の形態6.
 図16は、実施の形態6にかかる不正接続検知装置の機能構成ブロックの一例を示す図である。実施の形態6にかかる不正接続検知装置1eは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の接続機器数判定部12を接続機器数判定部12eに置き換えたものである。また、不正接続検知装置1eは、基準波形24を保持している。基準波形24は、接続機器数判定部12eがバスライン3への接続機器数を判定する際に使用される。不正接続検知装置1eの接続機器数判定部12e以外の構成要素は、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の同じ符号が付された構成要素と同じである。そのため、接続機器数判定部12e以外の構成要素については説明を省略する。
 実施の形態1で説明した接続機器数判定部12は、電圧変動波形を構成する各サンプル値をしきい値と比較することによりバスライン3に接続されている機器の数を判定するものであった。これに対して、接続機器数判定部12eは、電圧変動波形を解析して機器の各接続点に対応する反射波の成分を抽出することにより、バスライン3に接続されている機器の数を判定する。接続機器数判定部12eは、基準波形24との差が予め定められた値よりも小さい波形、または、基準波形24から生成された波形との差が予め定められた値よりも小さい波形を探索する処理を実行してバスライン3への接続機器数を判定する。
 図17は、実施の形態6にかかる接続機器数判定部12eの動作概要を示す図である。図17に示した例は、バスライン3に接続されている機器の数が5である場合の動作概要を示している。図17に示した例の場合、接続機器数判定部12eは、電圧変動波形を解析することにより反射波(1)~(5)の成分を抽出し、その結果、バスライン3への接続機器数を5と判定する。
 図18は、実施の形態6にかかる接続機器数判定部12eの動作例を示すフローチャートである。接続機器数判定部12eは、電圧変動波形が入力されると、図18に示したフローチャートに従った動作を開始する。
 接続機器数判定部12eは、まず、接続数nを初期化し(ステップS41)、次に、基準波形24を取得する(ステップS42)。接続機器数判定部12eは、ステップS41において、n=0とする。基準波形24は、不正接続検知装置1eが最初に検出する反射波の形状を表す。図17に示した例の場合、不正接続検知装置1eが最初に検出する反射波は反射波(1)であり、基準波形24の形状は反射波(1)の形状と類似するものとする。
 接続機器数判定部12eは、次に、基準波形24を探索用波形として使用し、探索用波形と類似する波形の反射波が電圧変動波形に含まれるか否かを確認する処理である、探索用波形と類似する波形の検出処理を実行する(ステップS43)。探索用波形と類似する波形とは、探索用波形との差が予め定められた値よりも小さい波形である。
 ステップS43において、接続機器数判定部12eは、まず、電圧変動波形の一部と探索用波形とを比較して差分の絶対値を求める。例えば、探索用波形がL個(Lは正の整数)のサンプル値(電圧値)で構成されている場合、接続機器数判定部12eは、電圧変動波形を構成している複数のサンプル値の先頭からL個のサンプル値、すなわち、1番目のサンプル値~L番目のサンプル値を比較対象として選択する。1番目のサンプル値は、複数のサンプル値の中で最初に計測されたサンプル値、L番目のサンプル値は、複数のサンプル値の中でL番目に計測されたサンプル値である。そして、接続機器数判定部12eは、探索用波形を構成しているL個のサンプル値と比較対象のL個のサンプル値との差分の絶対値を先頭のサンプル値から順番に算出する。さらに、接続機器数判定部12eは、算出した絶対値の合計値を求め、これを、電圧変動波形の一部と探索用波形の差分の絶対値とする。次に、接続機器数判定部12eは、電圧変動波形の一部と探索用波形の差分の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合、比較対象のL個のサンプル値を含んで構成される波形が探索用波形と類似していると判断する。接続機器数判定部12eは、電圧変動波形の一部と探索用波形の差分の絶対値が予め定められた値以上の場合、電圧変動波形を構成している複数のサンプル値の2番目からL個のサンプル値、すなわち、2番目のサンプル値~L+1番目のサンプル値を比較対象として選択し、探索用波形を構成しているL個のサンプル値と比較対象のL個のサンプル値との差分の絶対値を求め、求めた絶対値の合計値が予め定められた値よりも小さいか否かを確認する。以下、接続機器数判定部12eは、同様の処理を、比較対象のL個のサンプル値を含んで構成される波形が探索用波形と類似していると判断するまで、または、電圧変動波形を構成している複数のサンプル値の最後からL個のサンプル値を比較対象として選択して行う同様の処理が完了するまで、繰り返し実行する。
 接続機器数判定部12eは、探索用波形と類似する波形を検出した場合、すなわち、探索用波形と類似する波形が電圧変動波形に含まれている場合(ステップS43:Yes)、nに1を加え(ステップS44)、探索用波形を生成する(ステップS45)。そして、接続機器数判定部12eは、ステップS43に戻り、ステップS45で生成した探索用波形を使用して、探索用波形と類似する波形の検出処理を再度実行する。
 ステップS45で接続機器数判定部12eが探索用波形を生成する動作について説明する。接続機器数判定部12eがある探索用波形と類似する波形の反射波を検出した場合、次に検出する反射波の波形は、検出した波形の反射波と関連性を有する。そのため、次の反射波の検出処理で使用する探索用波形も、それまでの検出処理で使用していた探索用波形と関連性を有し、次の反射波の検出処理で使用する探索用波形は、それまでの検出処理で使用していた探索用波形に基づいて生成することができる。例えば、図17に示した例では、反射波(1)が最初に検出され、以下、反射波(2)、反射波(3)、反射波(4)、反射波(5)という順番で検出される。この場合、反射波(2)の検出処理で使用する探索用波形(以下、第2の探索用波形とする)は、反射波(1)の検出処理で使用した探索用波形(以下、第1の探索用波形とする)に基づいて生成することができる。例えば、第1の探索用波形および第2の探索用波形を図19に示したものとした場合、接続機器数判定部12eは、図19に示した第1の探索用波形の時間幅T1および振幅V1に対して、予め求めておいた係数αおよびβをかけ合わせることにより、第2の探索用波形の時間幅T2および振幅V2を求める。具体的には、接続機器数判定部12eは、第2の探索用波形の時間幅T2を式(3)に従って算出し、振幅V2を式(4)に従って算出する。なお、図19は、実施の形態6にかかる接続機器数判定部12eが探索用波形を生成する動作を説明するための図である。
  T2 = α×T1   …(3)
  V2 = β×V1   …(4)
 係数αおよびβはシミュレーションを行うなどして予め求めておく。
 なお、本実施の形態ではステップS45において接続機器数判定部12eが探索用波形を生成することとしたが、不正接続検知装置1eが記憶するデータ量が増加しても問題が無い場合、複数の探索用波形を予め算出してこれを不正接続検知装置1eが記憶しておくようにしてもよい。この場合、接続機器数判定部12eは、ステップS45において、ステップS43の処理で使用する探索用波形を記憶装置20から読み出す。複数の探索用波形を予め算出してこれを不正接続検知装置1eが記憶しておく構成とした場合、接続機器数判定部12eの処理を単純化できる。
 接続機器数判定部12eは、ステップS43において探索用波形と類似する波形を検出しない場合、すなわち、探索用波形と類似する波形が電圧変動波形に含まれていない場合(ステップS43:No)、動作を終了する。接続機器数判定部12eは、図18に示した動作を終了した時点、すなわち、探索用波形と類似する波形が電圧変動波形に含まれていないと判定した時点のnの値を、バスライン3に接続されている機器の数とする。
 このように、本実施の形態にかかる不正接続検知装置1eは、電圧変動波形を解析し、バスライン3に接続されている各機器で発生した反射波を検出することにより、バスライン3への機器の接続数を判定する。不正接続検知装置1eは、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1と同様に、処理負荷が増大するのを防止しつつ、接続が許可されていない機器がバスライン3に接続されたことを速やかに検出することができる。
 なお、実施の形態1にかかる不正接続検知装置1の接続機器数判定部12を接続機器数判定部12eとする場合について説明したが、実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aの接続機器数判定部12a、実施の形態3にかかる不正接続検知装置1bの接続機器数判定部12、または、実施の形態4にかかる不正接続検知装置1cの接続機器数判定部12を接続機器数判定部12eとしてもよい。ここで、実施の形態2にかかる不正接続検知装置1aの接続機器数判定部12aを接続機器数判定部12eとする場合、不正接続検知装置1aは、接続機器数判定部12eがバスライン3への機器の接続数を導出する処理で使用する基準波形を複数種類用意して保持しておく。そして、接続機器数判定部12eは、複数種類の基準波形のうち、温度計測部61で計測された温度に対応する基準波形を使用して、バスライン3への機器の接続数を導出する処理を実行する。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1,1a,1b,1c,1d,1e 不正接続検知装置、2 機器、3 バスライン、10 プロセッサ、11 波形取得部、12,12a,12d,12e 接続機器数判定部、13 不正接続判定部、14 通知部、20 記憶装置、21,21-1,21-i しきい値、22 正当機器数、23 接続機器数テーブル、24 基準波形、30 電圧センサ、31 電圧サンプリング部、40 信号生成回路、41 検査用信号出力部、50 通信回路、51 通信部、60 温度センサ、61 温度計測部、71 ノイズ除去部、81 機器認証部、100 ネットワークシステム。

Claims (16)

  1.  バスラインの電圧値の経時変化を表す電圧変動波形、または、前記バスラインのインピーダンス値の経時変化を表すインピーダンス変動波形である、計測波形に基づいて、前記バスラインに接続されている機器の数を判定する接続機器数判定部と、
     前記接続機器数判定部による前記機器の数の判定結果と、前記バスラインに接続されている正当な機器の数を示す情報とに基づいて、前記バスラインに不正な機器が接続されているか否かを判定する不正接続判定部と、
     を備えることを特徴とする不正接続検知装置。
  2.  前記接続機器数判定部は、前記計測波形を構成する複数のサンプル値としきい値とを比較して前記しきい値を超えるピーク値の数を求め、求めたピーク値の数を前記バスラインに接続されている機器の数とする、
     ことを特徴とする請求項1に記載の不正接続検知装置。
  3.  前記接続機器数判定部は、前記計測波形の面積を算出し、算出した面積に基づいて前記バスラインに接続されている機器の数を判定する、
     ことを特徴とする請求項1に記載の不正接続検知装置。
  4.  前記接続機器数判定部は、前記バスラインに接続されている機器の接続点で生じた反射波の成分を前記計測波形から抽出する処理を繰り返し実行し、反射波の成分を抽出した数を前記バスラインに接続されている機器の数とする、
     ことを特徴とする請求項1に記載の不正接続検知装置。
  5.  前記計測波形に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去部、
     を備え、
     前記接続機器数判定部は、前記ノイズ除去部でノイズ成分が除去された後の前記計測波形に基づいて、前記バスラインに接続されている機器の数を判定する、
     ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の不正接続検知装置。
  6.  前記ノイズ除去部は、複数回にわたって取得された前記計測波形を平均化して前記接続機器数判定部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項5に記載の不正接続検知装置。
  7.  前記ノイズ除去部は、複数回にわたって取得された前記計測波形の各々を構成するサンプル値の偏差値を算出し、算出された偏差値が第1のしきい値以上のサンプル値および算出された偏差値が前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値以下のサンプル値を処理対象から除外し、残ったサンプル値を対象とし、同じサンプル番号のサンプル値の平均値を算出して前記接続機器数判定部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項5に記載の不正接続検知装置。
  8.  前記ノイズ除去部は、複数回にわたって取得された前記計測波形の各々について、値が大きい順に一定数のサンプル値を処理対象から除外するとともに、値が小さい順に一定数のサンプル値を処理対象から除外し、残ったサンプル値を対象とし、同じサンプル番号のサンプル値の平均値を算出して前記接続機器数判定部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項5に記載の不正接続検知装置。
  9.  前記ノイズ除去部は、複数回にわたって取得された前記計測波形の同じサンプル番号のサンプル値の中央値を求め、各サンプル番号の中央値を前記接続機器数判定部へ出力する、
     ことを特徴とする請求項5に記載の不正接続検知装置。
  10.  前記ノイズ除去部は、複数回にわたって取得された前記計測波形の数が奇数の場合、同じサンプル番号のサンプル値の中から、値を大きい順に並べたときに中央となる1つのサンプル値を選択して前記中央値とし、複数回にわたって取得された前記計測波形の数が偶数の場合、同じサンプル番号のサンプル値の中から、値を大きい順に並べたときに中央となる2つのサンプル値を選択し、選択した2つのサンプル値の平均値を前記中央値とする、
     ことを特徴とする請求項9に記載の不正接続検知装置。
  11.  前記バスラインの周囲の温度を計測する温度計測部、
     を備え、
     前記接続機器数判定部は、複数のしきい値のうち、前記温度計測部による計測結果に対応するしきい値を使用して前記バスラインに接続されている機器の数を判定する、
     ことを特徴とする請求項2に記載の不正接続検知装置。
  12.  前記不正接続判定部が前記バスラインに不正な機器が接続されていないと判定した場合、前記接続機器数判定部による前記計測波形を構成する複数のサンプル値と前記しきい値との比較結果に基づいて、正当な機器の接続位置に関する情報を生成して記憶し、その後、前記不正接続判定部が前記バスラインに不正な機器が接続されていると判定した場合には、前記接続機器数判定部による前記計測波形を構成する複数のサンプル値と前記しきい値との比較結果と、前記正当な機器の接続位置に関する情報とに基づいて、不正な機器の接続位置を特定する、
     ことを特徴とする請求項2または11に記載の不正接続検知装置。
  13.  不正接続判定部による判定結果を外部に通知する通知部、
     を備えることを特徴とする請求項1から12のいずれか一つに記載の不正接続検知装置。
  14.  前記バスラインに接続されている機器が正当な機器であるか否かを判定する認証処理を実行し、正当な機器であると判断した場合に前記正当な機器の数を示す情報を更新する機器認証部、
     を備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか一つに記載の不正接続検知装置。
  15.  接続機器数判定部が、バスラインの電圧値の経時変化を表す電圧変動波形、または、前記バスラインのインピーダンス値の経時変化を表すインピーダンス変動波形である、計測波形に基づいて、前記バスラインに接続されている機器の数を判定するステップと、
     不正接続判定部が、前記接続機器数判定部による前記機器の数の判定結果と、前記バスラインに接続されている正当な機器の数を示す情報とに基づいて、前記バスラインに不正な機器が接続されているか否かを判定するステップと、
     を含むことを特徴とする不正接続検知方法。
  16.  接続機器数判定部が、バスラインの電圧値の経時変化を表す電圧変動波形、または、前記バスラインのインピーダンス値の経時変化を表すインピーダンス変動波形である、計測波形に基づいて、前記バスラインに接続されている機器の数を判定するステップと、
     不正接続判定部が、前記接続機器数判定部による前記機器の数の判定結果と、前記バスラインに接続されている正当な機器の数を示す情報とに基づいて、前記バスラインに不正な機器が接続されているか否かを判定するステップと、
     をコンピュータに実行させることを特徴とする情報処理プログラム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10884044B1 (en) * 2019-09-24 2021-01-05 Oceanshield Pte Ltd Method of detecting unauthorized devices installed on electrical interfaces of vehicles
WO2021152900A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05 住友電気工業株式会社 検知装置、管理装置、検知方法および検知プログラム
DE112020006506B4 (de) 2020-03-17 2024-06-13 Mitsubishi Electric Corporation Netzwerkinspektionssystem und Netzwerkinspektionsverfahren

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7040993B2 (ja) * 2018-04-27 2022-03-23 株式会社Soken 電子制御装置
JP7074030B2 (ja) * 2018-11-14 2022-05-24 トヨタ自動車株式会社 車両用の装置、方法、およびプログラム
CN113169906B (zh) * 2018-12-12 2022-09-30 三菱电机株式会社 信息处理装置、信息处理方法和计算机能读取的存储介质
WO2020178968A1 (ja) * 2019-03-05 2020-09-10 三菱電機株式会社 ネットワーク検査システムおよびネットワーク検査プログラム
US11861052B1 (en) * 2020-12-09 2024-01-02 Amazon Technologies, Inc. Detecting connections of untrusted devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164998A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Broadcom Corporation System and method for detecting added network connections including wiretaps
JP2007036512A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Omron Corp 不正接続検知装置
JP2012164122A (ja) * 2011-02-07 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システム
JP2015005829A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続検出装置及び車載中継装置
JP2016538541A (ja) * 2013-11-13 2016-12-08 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ ケーブルシステムにおける問題検出

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7420292B2 (en) * 2006-04-13 2008-09-02 Eaton Corporation Vehicle bus control system
JP4977543B2 (ja) * 2007-07-20 2012-07-18 日本電気通信システム株式会社 制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラム
US8405524B2 (en) * 2008-12-19 2013-03-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Seismic method for vehicle detection and vehicle weight classification
US8516410B2 (en) * 2008-12-30 2013-08-20 International Business Machines Corporation Method of migrating electronic devices operating in current mode to a target technology
DE112009004992T5 (de) * 2009-06-22 2012-10-25 Mitsubishi Electric Corp. Motorantriebsvorrichtung
JP5363213B2 (ja) * 2009-06-30 2013-12-11 東京エレクトロン株式会社 異常検出システム、異常検出方法、記憶媒体及び基板処理装置
CN102343891B (zh) * 2010-07-30 2014-05-14 双龙自动车株式会社 车辆维修系统
JP5395036B2 (ja) 2010-11-12 2014-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載ネットワークシステム
EP2763168B1 (en) * 2011-09-27 2017-04-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling device problem detection device and problem detection method
FR2990308B1 (fr) * 2012-05-03 2014-04-18 Schneider Toshiba Inverter Procede et systeme de detection d'un defaut sur le bus continu d'alimentation d'un convertisseur de puissance
JP6265767B2 (ja) * 2014-02-10 2018-01-24 三菱電機株式会社 通信診断装置、通信診断システム、通信診断方法、及びプログラム
JP5992482B2 (ja) 2014-10-07 2016-09-14 アンリツ株式会社 芯線検査装置および芯線検査方法
CN106428115A (zh) * 2016-09-20 2017-02-22 中车大连电力牵引研发中心有限公司 轨道车辆系统故障的检测方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164998A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Broadcom Corporation System and method for detecting added network connections including wiretaps
JP2007036512A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Omron Corp 不正接続検知装置
JP2012164122A (ja) * 2011-02-07 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 太陽電池モジュールの盗難監視装置及びこれを用いた盗難監視システム
JP2015005829A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続検出装置及び車載中継装置
JP2016538541A (ja) * 2013-11-13 2016-12-08 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ ケーブルシステムにおける問題検出

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10884044B1 (en) * 2019-09-24 2021-01-05 Oceanshield Pte Ltd Method of detecting unauthorized devices installed on electrical interfaces of vehicles
WO2021152900A1 (ja) * 2020-01-28 2021-08-05 住友電気工業株式会社 検知装置、管理装置、検知方法および検知プログラム
JP7480790B2 (ja) 2020-01-28 2024-05-10 住友電気工業株式会社 検知装置、管理装置、検知方法および検知プログラム
DE112020006506B4 (de) 2020-03-17 2024-06-13 Mitsubishi Electric Corporation Netzwerkinspektionssystem und Netzwerkinspektionsverfahren

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