(57)【要約】  【課題】  リクエスト信号とは別のリレーアタック防止用の信号を送信しなくてもリレーアタックを検知できる車両用認証システムを提供する。  【解決手段】  車両側装置１０と携帯側装置２０とが認証情報によって関連付けられた車両用認証システム１００であって、車両側装置１０は、低周波数帯域に要求を含み、高周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を無線送信する送信部１１１と、受信部１２１にて認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、車両Ｃに所定の制御を行う制御部１２３とを備え、携帯側装置２０は、受信部２１にて受信した無線信号が、低周波数帯域に要求を含み、高周波数帯域に所定の強度分布のノイズを含むリクエスト信号であるか否かを判定する判定部２２と、判定部２２にて、受信部２１にて受信した無線信号が、低周波数帯域に要求を含み、高周波数帯域に所定の強度分布のノイズを含むリクエスト信号であると判定した場合に、認証情報を含むアンサー信号を無線送信する送信部２５とを備えている。【選択図】  図２
2020007774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車両側装置と、可搬性を有する携帯側装置とからなり、前記車両側装置と前記携帯側装置とが認証情報によって関連付けられた車両用認証システムであって、
前記車両側装置は、
第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を無線送信する車両側送信部と、
無線信号を受信する車両側受信部と、
前記車両側受信部にて前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行う制御部と、
を備え、
前記携帯側装置は、
無線信号を受信する携帯側受信部と、
前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部にて、前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する携帯側送信部と、
を備えた、車両用認証システム。
【請求項２】
前記判定部が、前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含まないと判定した場合には、前記携帯側送信部は、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信しない、請求項１に記載の車両用認証システム。
【請求項３】
前記ノイズは、前記第２の周波数帯域に亘って一定の強度分布を有するホワイトノイズである、請求項１又は２に記載の車両用認証システム。
【請求項４】
前記第２の周波数帯域は、車両毎に可変である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用認証システム。
【請求項５】
車両に搭載され、認証情報によって携帯側装置と関連付けられて車両用認証システムを構成する車両側装置であって、
第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を無線送信する送信部と、
無線信号を受信する受信部と、
前記リクエスト信号に対応して前記受信部にて前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行う制御部と、
を備えた車両側装置。
【請求項６】
認証情報によって車両側装置に関連付けられて車両用認証システムを構成する携帯側装置であって、
無線信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部にて、前記受信部にて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する、携帯側装置。
【請求項７】
車両に搭載された車両側装置と、可搬性を有する携帯側装置とからなり、前記車両側装置と前記携帯側装置とが認証情報によって関連付けられた車両用認証システムにおける車両認証方法であって、
前記車両側装置が、第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を送信するステップと、
前記携帯側装置が、無線信号を受信するステップと、
前記携帯側装置が、前記無線信号として、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号を受信した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信するステップと、
前記車両側装置が、無線信号を受信するステップと、
前記車両側装置が、前記無線信号として前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行うステップと、
を含む車両用認証方法。
【請求項８】
車両に搭載されて、認証情報によって携帯側装置と関連付けられて車両用認証システムを構成する車両側装置に、
第１の周波数帯域に前記要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含むリクエスト信号を無線送信する送信ステップと、
無線信号を受信する受信ステップと、
前記リクエスト信号に対応して前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、車両に所定の制御を行う制御ステップと、
を実行させる車両用認証プログラム。
【請求項９】
可搬性を有し、認証情報によって車両側装置に関連付けられて車両用認証システムを構成する携帯側装置に、
無線信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、
前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定部にて、前記受信部にて受信した前記受信信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する送信ステップと、
を実行させる車両用認証プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両認証に用いる車両用認証システム、車両用認証方法および車両用認証プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両をキーレスで制御する技術としては、車両利用者が携帯機のボタンを操作することで、携帯機から車両に信号が送信されて、車両がドアロックの開錠を行う技術が知られている。
【０００３】
近年では、いわゆるスマートキーシステムが採用され、利用者の更なる利便性向上が図られている。スマートキーシステムでは、利用者が携帯機を持っていれば、利用者が携帯機を操作しなくとも、携帯機と車両との自動通信によりドアの開錠、エンジンの始動等の車両制御を行うことができる。スマートキーシステムでは、車両からリクエスト信号が送信され、利用者が携帯する携帯機（即ち、スマートキー）でリクエスト信号を受信する。スマートキーを携帯する利用者が車両のごく近傍におり、携帯機がリクエスト信号受信可能であれば、携帯機は認証情報を含むアンサー信号を送信する。車両側ではアンサー信号を受信して、そこに含まれる認証情報を検証して認証を行い、認証に成功すれば車両制御を行う。
【０００４】
しかし、このようなスマートキーシステムは、いわゆるリレーアタックと称される不正攻撃技術により、正規の利用者の意図に反して悪用され、車両利用者に不利益を引き起こす場合がある。
【０００５】
リレーアタックでは、攻撃者は、一例として車両近傍と使用者の近傍にそれぞれ増幅中継器を配置し、正規のリクエスト信号を増幅させて携帯機まで遠隔中継する。不正な中継器を経由してはいるものの、リクエスト信号自体は正規であるため、携帯機はアンサー信号を発信する。このため車両のセキュリティは不正に解除されてしまい、利用者のあずかり知らぬところで車上狙いや車両盗難被害を許してしまう。
【０００６】
このような問題に対応するため、リクエスト信号の強度を変化させるように車両側送信部を制御し、この強度変化パターンを携帯機に検出させることで、不正なリクエスト信号を検出し、リレーアタックを防止する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のシステムでは、車両側では本来の開錠用のリクエスト信号とは別の信号として、リレーアタック防止のための強度測定用信号を送信する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、リクエスト信号とは別のリレーアタック防止用の信号を送信しなくてもリレーアタックを検知できる車両用認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、車両に搭載された車両側装置と、可搬性を有する携帯側装置とからなり、前記車両側装置と前記携帯側装置とが認証情報によって関連付けられた車両用認証システムであって、前記車両側装置は、第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を無線送信する車両側送信部と、無線信号を受信する車両側受信部と、前記車両側受信部にて前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行う制御部とを備え、前記携帯側装置は、無線信号を受信する携帯側受信部と、前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号であるか否かを判定する判定部と、前記判定部にて、前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する携帯側送信部とを備えた構成を有している。
【００１１】
この構成によれば、車両側装置は第１の周波数帯域の要求と高周波側の第２の周波数帯域の所定の強度分布のノイズとを含むリクエスト信号を無線送信する。リレーアタックが行われる場合には、中継器の周波数特性によって、リクエスト信号のノイズの強度は一部帯域（特に高周波側）において減衰し、あるいは、ノイズの一部帯域（特に高周波側）または全部がカットされて、もとの強度分布が変更される。このため、リクエスト信号が第２周波数帯域に所定の強度分布を有する場合に、携帯側装置がアンサー信号を送信することで、リレーアタックがない場合にアンサー信号を送信することができる。このように、リクエスト信号自体に所定の強度分布のノイズを含めることで、リクエスト信号とは別のリレーアタック防止用の信号を送信することなくリレーアタックを検知できる。
【００１２】
上記の車両用認証システムにおいて、前記判定部が、前記携帯側受信部にて受信した前記無線信号が、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含まないと判定した場合には、前記携帯側送信部は、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信しないようにしてもよい。
【００１３】
この構成により、リレーアタックによって第２の周波数帯域のノイズに強度分布の変化があった場合には携帯側装置からアンサー信号が送信されないので、リレーアタックによる車両制御を確実に防止できる。
【００１４】
上記の車両用認証システムにおいて、前記ノイズは、前記第２の周波数帯域に亘って一定の強度分布を有するホワイトノイズとすることができる。
【００１５】
ホワイトノイズのパワースペクトルで表される雑音特性は一定なので、不正な増幅器使用により変形した場合に容易に検出可能であるという利点がある。
【００１６】
上記の車両用認証システムにおいて、前記第２の周波数帯域は、車両毎に可変とすることができる。
【００１７】
車両ごとにノイズを印加する周波数帯域を異なるものとすれば、攻撃者による解析は困難になるので、リレーアタックへの耐性を長期にわたって維持することができる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、車両に搭載され、認証情報によって携帯側装置と関連付けられて車両用認証システムを構成する車両側装置であって、この車両側装置は、第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を無線送信する送信部と、無線信号を受信する受信部と、前記リクエスト信号に対応して前記受信部にて前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行う制御部とを備えた構成を有している。
【００１９】
また、本発明のさらに他の態様は、認証情報によって車両側装置に関連付けられて車両用認証システムを構成する携帯側装置であって、この携帯側装置は、無線信号を受信する受信部と、前記受信部にて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号であるか否かを判定する判定部と、前記判定部にて、前記受信部にて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する構成を有している。
【００２０】
また、本発明の他の態様は、車両に搭載された車両側装置と、可搬性を有する携帯側装置とからなり、前記車両側装置と前記携帯側装置とが認証情報によって関連付けられた車両用認証システムにおける車両認証方法であって、この車両認証方法は、前記車両側装置が、第１の周波数帯域に要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号を送信するステップと、前記携帯側装置が、無線信号を受信するステップと、前記携帯側装置が、前記無線信号として、前記第１の周波数帯域に前記要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含む前記リクエスト信号を受信した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信するステップと、前記車両側装置が、無線信号を受信するステップと、前記車両側装置が、前記無線信号として前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、前記車両に所定の制御を行うステップとを含む構成を有している。
【００２１】
本発明の他の態様は、車両用認証プログラムであって、この車両用認証プログラムは、車両に搭載されて、認証情報によって携帯側装置と関連付けられて車両用認証システムを構成する車両側装置に、第１の周波数帯域に前記要求を含み、前記第１の周波数帯域よりも高周波側の第２の周波数帯域に前記所定の強度分布の前記ノイズを含むリクエスト信号を無線送信する送信ステップと、無線信号を受信する受信ステップと、前記リクエスト信号に対応して前記認証情報を含むアンサー信号を受信した場合に、車両に所定の制御を行う制御ステップとを実行させる構成を有している。
【００２２】
本発明の他の態様は、車両用認証プログラムであって、この車両用認証プログラムは、可搬性を有し、認証情報によって車両側装置に関連付けられて車両用認証システムを構成する携帯側装置に、無線信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含むリクエスト信号であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定部にて、前記受信部にて受信した前記無線信号が、第１の周波数帯域に要求を含み、かつ、前記第２の周波数帯域に前記所定の強度分布を有するノイズを含む前記リクエスト信号であると判定した場合に、前記認証情報を含むアンサー信号を無線送信する送信ステップとを実行させる構成を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、車両用認証システムの通常の使用態様とリレーアタックとを説明する図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態の車両用認証システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態のリクエスト信号の周波数ごとの強度を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の判定部における処理を説明する図である。
【図５】図５は、リレーアタックを受けたリクエスト信号の周波数ごとの強度分布を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態の判定部におけるリレーアタックが行われた場合の処理を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態の車両用認証システムにおいて実行される車両用認証方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００２５】
図１は、車両用認証システムの通常の使用態様とリレーアタックとを説明する図である。図１において、上段は、車両用認証システム１００の通常の使用態様を示している。車両用認証システム１は、車両側装置１０と携帯側装置２０とからなる。車両側装置１０は、車両に搭載され、携帯側装置２０は、可搬性を有するスマートキーＳに内蔵される。
【００２６】
車両側装置１０と携帯側装置２０とは、認証情報によって互いに関連付けられている。
したがって、携帯側装置２０は、認証情報によって関連付けられた特定の車両側装置１０に対して有効に用いられる。１つの携帯側装置２０が認証情報によって関連付けられる車両側装置１０は複数存在していてもよい。ただし、その数は、同一の認証情報に関連付けられた車両側装置１０が街中で偶然に接近する確率が極めて少なくなる程度に少ないものとする。また、１つの車両側装置１０に対応する携帯側装置２０が複数用意されていてもよい。
【００２７】
図１の上段に示すように、通常の使用態様では、車両Ｃに備えられた車両側装置１０からリクエスト信号が無線送信され、これを車両側装置１０の近傍にいるユーザＵが携帯する携帯側装置２０で受信する。リクエスト信号の受信可能範囲に携帯側装置２０が存在する場合には、携帯側装置２０はリクエスト信号を受信する。携帯側装置２０は、リクエスト信号に含まれる要求に従って、認証情報を含むアンサー信号を無線送信する。車両側装置１０は、携帯側装置２０からのアンサー信号に含まれる認証情報を用いて認証を行う。車両側装置１０は、認証が成功すると、車両制御装置３０を制御して、ドアロックを開錠する、エンジンを始動する等の所定の車両制御を行う。
【００２８】
ここで、車両側装置１０から送信されるリクエスト信号としては、意図しない認証の実行を防止するために、通信範囲が比較的狭いＬＦ（ｋＨｚ帯）信号が用いられる。これによって、携帯側装置２０を所持したユーザが車両から十分に離れている場合には認証を行わないようにすることが可能となる。一方、携帯側装置２０から送信されるアンサー信号としては、通信範囲が比較的広いＲＦ（ＭＨｚ帯）信号が用いられる。
【００２９】
図１の下段は、リレーアタックを受けている状況を示している。リレーアタックを受けると、携帯側装置２０を所持しているユーザＵが車両Ｃから十分に離れているにも関わらず、悪意のある第三者（以下、「攻撃者」という。）Ａによって、車両側装置１０において認証が行われ、車両Ｃのドアロックの開錠、エンジン始動等の車両制御が行われてしまう。上述のように、リクエスト信号の受信可能範囲は比較的狭い。したがって、通常は、携帯側装置２０が車両側装置１０から十分に離れると、携帯側装置２０はリクエスト信号を受信できなくなり、携帯側装置２０からアンサー信号が送信されることもない。
【００３０】
攻撃者Ａは、車両側装置１０と、車両側装置１０から十分に離れた携帯側装置２０との間に、１つ又は複数の中継器４０を用意することで、リクエスト信号を携帯側装置２０まで伝達する。そうすると、携帯側装置２０は、車両側装置１０から十分に離れているにもかかわらず、リクエスト信号を受信でき、受信したリクエスト信号に対応してアンサー信号を送信してしまう。このアンサー信号が車両側装置１０に届くと、車両側装置１０は認証を行い、対応する種々の車両制御を許してしまう。
【００３１】
本実施の形態の車両用認証システムは、上記のようなリレーアタックを防止するための構成を有する。以下、本実施形態を説明する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態の車両用認証システムの構成を示すブロック図である。車両用認証システム１００は、車両側装置１０と、携帯側装置２０と、車両制御装置３０を備えている。車両側装置１０及び車両制御装置３０は、車両に搭載される。車両側装置１０は、特定の携帯側装置２０と認証情報によって関連付けられている。このように認証情報によって互いに関連付けられた車両側装置１０と携帯側装置２０とで、車両制御装置３０を制御するための車両用認証システム１００が構成される。
【００３３】
車両側装置１０は、リクエスト部１１と、認証部１２と、記憶部１３とを備えている。リクエスト部１１は、携帯側装置２０に対してリクエスト信号を無線送信する。認証部１２は、リクエスト信号に対応して携帯側装置２０から送信されてきたアンサー信号に基づいて、車両制御装置３０を制御する。
【００３４】
なお、１台の車両に複数のリクエスト部１１が設けられていてもよい。すなわち、リクエスト信号が車内にのみ届くように設置されたリクエスト部１１、リクエスト信号が車外における車両近傍にのみ届くように設置されたリクエスト部１１等の複数のリクエスト部１１が車両に設けられていてよい。また、図２では、リクエスト部１１と認証部１２とが一体となって車両側装置１０を構成しているが、これらが別体となっていてもよい。
【００３５】
リクエスト部１１は、送信部１１１と、信号生成部１１２と、要求受付部１１３とを備えている。要求受付部１１３は、車両制御装置３０から要求を受け付ける。例えば、ユーザがエンジンスタートボタンを押下すると、車両制御装置３０は、エンジンスタートの要求をリクエスト部１１に出力する。あるいは、ユーザがドアノブに触れると、車両制御装置３０は、ドアロックの開錠又は施錠の要求をリクエスト部１１に出力する。要求受付部１１３が要求を受け付けると、信号生成部１１２は、リクエスト信号を生成する。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態のリクエスト信号の周波数ごとの強度を示すグラフである。図３に示すように、リクエスト信号は、要求ｒとノイズｎとを含む。リクエスト信号において、要求ｒの周波数帯域とノイズｎの周波数帯域とは分離している。また、ノイズｎの周波数帯域は、要求ｒの周波数帯域よりも高い。すなわち、リクエスト信号は、低周波数側に要求ｒを含み、かつ、高周波側にノイズｎを含む。また、ノイズｎは広い周波数帯域（即ち、広帯域）に亘っている。さらに、本実施の形態では、ノイズｎは、当該広帯域に亘って強度が一定であり、即ち、ホワイトノイズである。
【００３７】
送信部１１１は、信号生成部１１２にて生成されたリクエスト信号を無線送信する。
【００３８】
認証部１２は、受信部１２１と、認証部１２２と、制御部１２３とを備えている。受信部１２１は、無線信号を受信する。後述するように、携帯側装置２０は、リクエスト信号に応じて認証情報を含むアンサー信号を無線送信するので、受信部１２１は、このアンサー信号を受信する。認証部１２２は、受信部１２１で受信した無線信号の認証を行う。認証部１２２は、無線信号に含まれる認証情報を用いて認証を行う。記憶部１３には、車両側装置１０と携帯側装置２０とを関連付ける認証情報が記憶されている。認証部１２２は、記憶部１３に記憶された認証情報と、受信部１２１にて受信した無線信号に含まれる認証情報とを照合することにより認証を行う。
【００３９】
制御部１２３は、認証部１２２における認証が成功した場合、即ち、記憶部１３に記憶された認証情報と、受信部１２１にて受信した無線信号に含まれる認証情報とが一致した場合には、車両制御装置３０に、要求を許可する指令を出力することで車両を制御する。車両制御装置３０は、この指令に従ってドアロックの開錠又は施錠、エンジン始動等の車両制御を行う。
【００４０】
携帯側装置２０は、受信部２１と、判定部２２と、記憶部２３と、信号生成部２４と、送信部２５とを備えている。受信部２１は、車両側装置１０から無線送信されてきたリクエスト信号を受信する。判定部２２は、受信部２１にて受信したリクエスト信号がリレーアタックで用いられる中継器を経たものであるか否かを判定する。具体的には、判定部２２は、受信部２１にて受信したリクエスト信号が、低周波数側に要求を含み、かつ、高周波数側に所定の強度分布を有するノイズを含むか否かを判定する。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態の判定部における処理を説明する図である。判定部２２は、ローパスフィルタ２２１と、減算器２２２とを備えている。受信部２１にて受信したリクエスト信号は、低周波数側に要求ｒを含み、高周波数側の広帯域にノイズｎを含む。ローパスフィルタ２２１は、このリクエスト信号について高周波成分をカットする。これによって、要求ｒの部分のみが取り出される。判定部２２は、この要求ｒを解析して要求ｒの内容を把握する。
【００４２】
減算器２２２は、受信したリクエスト信号からローパスフィルタ２２１の出力を減算することで、ノイズ成分のみを取り出す。判定部２２は、このノイズ成分の強度分布が、正規のリクエスト信号のノイズの強度分布と一致するか否かを判定する。記憶部２３には、正規のリクエスト信号のノイズの強度分布が記憶されており、判定部２２は、記憶部２３を参照することで、正規のリクエスト信号のノイズの強度分布と減算器２２２で得られたノイズの強度分布とを比較する。
【００４３】
判定部２２において、受信部２１にて受信したリクエスト信号がリレーアタックで用いられる中継器を経たものでないと判定された場合に、信号生成部２４は、アンサー信号を生成する。このアンサー信号には、車両側装置１０と共通にもつ認証情報が含まれる。送信部２５は、信号生成部２４で生成されたアンサー信号を無線送信する。
【００４４】
次に、リレーアタックが行われた場合の携帯側装置２０における動作を説明する。図５は、リレーアタックを受けたリクエスト信号の周波数ごとの強度分布を示すグラフである。上述のように、リレーアタックでは１台又は複数台の中継器が用いられる。この中継器はリクエスト信号を増幅する増幅器としての機能を有する。中継器を経たリクエスト信号は、この増幅器の周波数特性によって、高周波帯域がカットされる。すなわち、図５に示すように、リクエスト信号には、高周波側に、所定の周波数帯域に亘って信号強度が一定であるホワイトノイズが印加されているので、中継器においてこのホワイトノイズの全部又は高周波側の一部（図５において破線で示す）がカットされる。よって、リレーアタックを受けたリクエスト信号のノイズｎは、強度分布が変形したノイズｎ´となる。
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態の判定部におけるリレーアタックが行われた場合の処理を説明する図である。受信部２１は、中継器を経てノイズの強度分布が変形したリクエスト信号を受信する。ローパスフィルタ２２１は、このようなリクエスト信号の高周波成分をカットして要求ｒを取り出す。減算器２２２は、受信したリクエスト信号から、ローパスフィルタ２２１にて取り出された要求ｒを減算することで、ノイズｎ´を取り出す。
【００４６】
そして、判定部２２は、このノイズｎ´の周波数ごとの強度部分が記憶部２３に記憶された強度分布と一致するか否かを判定する。リレーアタックを受けて強度分布が変形したノイズｎ´の強度分布と記憶部２３に記憶されている正規のリクエスト信号におけるノイズの強度分布とは一致しないので、判定部２２は、リレーアタックを受けたものと判定する。
【００４７】
この場合には、信号生成部２４は、アンサー信号を生成せず、よって、送信部２５もアンサー信号を送信しない。したがって、車両側装置１０では、リクエスト信号を送信したにもかかわらず、携帯側装置２０からアンサー信号を受けることはなく、リレーアタックを有効に防止できる。
【００４８】
なお、携帯側装置２０がブザー等の警報手段を備え、判定部２２にてリレーアタックを受けたと判定した場合に、警報を発するようにしてよい。また、上記の例では、信号生成部２４は、判定部２２にて、リレーアタックを受けたものと判定された場合に、アンサー信号を生成せず、送信部２５もアンサー信号を送信しない構成であったが、これ代えて、信号生成部２４は、リレーアタックを受けたと判定した場合に、車両制御を許可しない旨のアンサー信号を生成して、送信部２５から送信してよい。さらに、車両にも警報手段を設けて、車両制御を許可しない旨のアンサー信号を受けたときに警報手段によって警報を発してもよい。
【００４９】
また、上記の実施の形態において、車両側装置１０のリクエスト部１１及び認証部１２の構成は、コンピュータが本発明の実施の形態の車両用認証プログラムを実行することで実現されてもよい。また、携帯側装置２０の受信部２１、判定部２２、信号処理部２４、送信部２５の構成も、コンピュータが本発明の実施の形態の車両用認証プログラムを実行することで実現されてよい。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態の車両用認証システムにおいて実行される車両用認証方法のフロー図である。車両用認証方法のフローは、車両側装置１０と携帯側装置２０とによって実行される。まず、車両側装置１０の要求受付部１１３が、車両制御装置３０から要求を受け付ける（ステップＳ７１１）。信号生成部１１２は、要求受付部１１３にて要求を受けたことに応答してリクエスト信号を生成する（ステップＳ７１２）。
【００５１】
送信部１１１は、リクエスト信号を無線送信し（ステップＳ７１３）、携帯側装置２０の受信部２１にてこれを受信する（ステップＳ７２１）。判定部２２は、受信部２１にて受信したリクエスト信号がリレーアタックを受けたものであるか否を判定する（ステップＳ７２２）。判定部２２が、リレーアタックを受けたものと判定した場合には（ステップＳ７２２にてＹＥＳ）、アンサー信号の生成及び送信を行わずに処理を終了する。なお、これに代えて、リレーアタックを受けたものと判定した場合に（ステップＳ７２２にてＹＥＳ）、認証を許可しない旨のアンサー信号を生成して送信してもよいことは上述した通りである。
【００５２】
判定部２２が、受信したリクエスト信号がリレーアタックを受けていないものであると判定した場合には（ステップＳ７２２にてＮＯ）、信号生成部２４は、認証情報を含むアンサー信号を生成し（ステップＳ７２３）、送信部２５は、生成されたアンサー信号を無線送信する（ステップＳ７２４）。
【００５３】
車両側装置１０では、認証部１２の受信部１２１にてアンサー信号を受信する（ステップＳ７１４）。認証部１２２は、アンサー信号に含まれる認証情報を記憶部１３に記憶された認証情報と照合することで認証を行い（ステップＳ７１５）、認証に成功すると（ステップＳ７１５にてＹＥＳ）、制御部１２３は、車両制御装置３０に対して要求を許可する指令を出力することにより車両を制御する（ステップＳ７１６）。一方、認証部１２２における認証に失敗した場合には（ステップＳ７１５にてＮＯ）、車両制御を行わずに処理を終了する。
【００５４】
以上のように、本実施の形態の車両用認証システムによれば、リクエスト信号の高周波側に広帯域のノイズを印加するので、リクエスト信号がリレーアタックを受けて高周波成分がカットされた場合に、携帯側装置においてそのことを判定できる。よって、リクエスト信号とは別にリレーアタック防止用の信号を生成して送信しなくても、リレータックを検知して不正な認証を防止することができる。
【００５５】
なお、上記の実施の形態では、リクエスト信号に印加するノイズを所定の帯域に亘って強度が同じであるホワイトノイズとしたが、これに代えて、所定の帯域に亘って一定ではない所定の強度分布を有するノイズとしてもよい。この場合にも、携帯側装置２０において、当該強度分布を記憶し、受信したリクエスト信号のノイズの周波数帯の強度分布が、この記憶された強度分布と異なるときに、リレーアタックを受けたと判定することができる。
【００５６】
攻撃者の立場からは、本実施の形態の車両用認証システム１００による防御策を回避するには、全帯域に渡って（少なくともノイズが印加されている帯域に渡って）信号を適切に増幅しなければならないが、これは簡単なことではない。よって、本実施の形態の車両用認証システム１００は、リレーアタックを行う攻撃者に対して有効な防御策となる。
【００５７】
また、ノイズを印加する周波数帯域ないし強度分布は、車両ごとに異なっていてもよい。このようにすることで、上記の実施の形態の車両用認証システム１００に対応したリレーアタックを行おうとしても、攻撃者は、当該車両が、どの帯域にノイズが印加されたリクエスト信号を送信するかを事前に知ることはないため、設定されている帯域を試行錯誤的に発見する必要があり、より強固な防御策となる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の応用対象は上記の実施例に限られない。リレーアタックに対して耐性を持つ車両用認証技術は、車両の駐車の自動化や、将来的な実現が視野に入っている自動運転のトリガーとすることも可能である。
【００５９】
更に、当該技術は、いわゆるカーセキュリティとしての車両側装置と携帯側装置との関係のみに限定して応用されるものではない。リレーアタックは近・中距離無線通信装置全般において起こりうる問題である。本発明は、例えば家庭用無線機器の情報漏洩対策や、ドローンに代表される小型無人航空機との不正通信によるプライパシー侵害対策や、貨物盗難防止などにも応用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１００  車両用認証システム、１０  車両側装置、１１  リクエスト部、
１１１  送信部、１１２  信号生成部、１１３  要求受付部、１２  認証部、
１２１  受信部、１２２  認証部、１２３  制御部、１３  記憶部、２０  携帯側装置、２１  受信部、２２  判定部、２２１  ローパスフィルタ、２２２  減算器、
２３  記憶部、２４  信号生成部、２５  送信部、３０  車両制御装置、Ｕ  ユーザ、
Ａ  攻撃者、ｒ  要求、ｎ  ノイズ、ｎ´  強度分布が変形したノイズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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