(57)【要約】【課題】暗号化無線通信に際して暗号鍵を他の電子装置との間で共有する際に、無駄なケーブル配線の増加を回避する。【解決手段】半導体集積回路１００は、暗号化無線通信のための無線通信制御回路１１６と暗号鍵を管理する処理ユニット１１２と電力線通信回路１１４、１２０を具備する。半導体集積回路１００は、電力線通信回路１１４、１２０に電力線１２２を介して外部から供給される電源電圧により動作する。電力線通信回路は、電力線１２２を介して他の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１と接続される。無線通信制御回路１１６は、暗号化無線通信によって他の電子装置と通信する。半導体集積回路１００は、無線通信制御回路１１６を利用して他の電子装置と暗号化無線通信を行う前に、電力線通信回路１１４、１２０を介して暗号鍵の情報を他の電子装置に供給する。【選択図】図１
2010141383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗号化通信を採用する無線通信を行うための無線通信制御回路と前記暗号化通信のための暗号鍵を管理する処理ユニットとを具備する半導体集積回路であって、
前記半導体集積回路は、電源電圧に通信データを重畳することによってデータ送信を行う電力線通信回路を更に具備して、
前記半導体集積回路は、前記電力線通信回路に電力線を介して外部から供給される前記電源電圧によって動作可能とされており、
前記電力線通信回路は、前記電力線を介して他の電子装置と接続可能とされており、
前記無線通信制御回路は、前記暗号化通信を採用する前記無線通信によって前記他の電子装置と通信可能とされており、
前記半導体集積回路は、前記無線通信制御回路を利用して前記他の電子装置と前記暗号化通信を採用する前記無線通信を行うのに先立って、前記電力線通信回路を介して前記暗号化通信のための前記暗号鍵の情報を前記他の電子装置に供給可能とされたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
前記無線通信制御回路により行われる前記無線通信は略３ＧＨｚから略１０ＧＨｚの周波数範囲を使用するウルトラワイドバンド無線通信であることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記暗号化通信を採用する前記無線通信を前記他の電子装置と行うに際して、前記半導体集積回路は前記他の電子装置と前記暗号鍵を共有することを特徴とする請求項２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記半導体集積回路と前記他の電子装置での前記暗号鍵の共有に先立って、前記半導体集積回路は前記無線通信制御回路による無線通信によって暗号鍵共有コマンドを前記他の電子装置に送信可能とされたことを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記他の電子装置による前記暗号鍵共有コマンドに対する応答から前記半導体集積回路は前記他の電子装置が前記暗号鍵の共有が許可されている装置か否かを確認可能とされたことを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記応答から前記他の電子装置が前記暗号鍵の共有が許可されている装置であることが確認された後に、前記半導体集積回路は前記電力線通信回路を介して前記暗号鍵の前記情報を前記他の電子装置へ供給可能とされたことを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
前記他の電子装置へ供給された前記暗号鍵の前記情報から前記他の電子装置で生成されるハッシュ値と前記暗号鍵の前記情報を前記他の電子装置へ供給する際に生成されるハッシュ期待値とを前記半導体集積回路が比較可能とされたことを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記半導体集積回路は、有線通信回路を更に具備して、
前記有線通信回路は、有線ケーブルを介して別の電子装置と接続可能とされており、
前記無線通信制御回路は、前記暗号化通信を採用する前記無線通信によって前記別の電子装置と通信可能とされており、
前記半導体集積回路は、前記無線通信制御回路を利用して前記別の電子装置と前記暗号化通信を採用する前記無線通信を行うのに先立って、前記有線通信回路と前記有線ケーブルとを介して前記暗号化通信のための前記暗号鍵の前記情報を前記別の電子装置に供給可能とされたことを特徴とする請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記半導体集積回路は、不揮発性メモリを更に具備して、
前記不揮発性メモリは、前記暗号化通信のための前記暗号鍵の前記情報を格納する暗号鍵管理テーブルを含むことが可能とされたことを特徴とする請求項７に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記暗号鍵は前記半導体集積回路と前記他の電子装置とが相互に認証するための共有鍵であることを特徴とするものである請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体集積回路。
【請求項１１】
前記他の電子装置に供給可能とされた前記暗号鍵の情報は、前記他の電子装置の機器アドレスに対応するマスター鍵識別子およびマスター鍵であることを特徴とするものである請求項１０に記載の半導体集積回路。
【請求項１２】
前記半導体集積回路は、自動車に搭載されるカーナビゲーションシステムに内蔵可能とされたことを特徴とする請求項１０に記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に関するもので、特に暗号化通信を採用する無線通信を行うのに際して、暗号化通信のための暗号鍵を他の電子装置との間で共有する際に、無駄なケーブル配線の増加を回避するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケーブルを必要としない無線通信が、様々な場面で利用されつつある。特に最近では、数GHz幅の広帯域を利用して数百Mbpsの高速通信を可能とするウルトラワイドバンド(ＵＷＢ：Ultra Wide Band)通信が注目され始めている。２００２年２月に、米国連邦通信委員会(ＦＣＣ：Federal Communications Commission)は、３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数範囲をウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信の使用のために割り当てたものである。
【０００３】
ウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信のためのマルチバンドＯＦＤＭアライアンス(ＭＢＯＡ)の規格によれば、３ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの使用周波数範囲を５２８ＭＨｚの多数のバンドに分割して、４８０Ｍｂ／ｓの高いレートでデータを転送するために各バンドでＯＦＤＭを使用するものである。尚、ＯＦＤＭは、Orthogonal Frequency Division Multiplexing(直交周波数分割多重)の略である。
【０００４】
一方、下記非特許文献１には、４８０Ｍｂ／ｓまでのデータレートをサポートして３１００ＭＨｚ〜１０６００ＭＨｚまでのスペクトラムを利用する高速、短距離無線ネットワークのためのウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)物理層(ＰＨＹ)とメディアアクセスコントロール(ＭＡＣ)サブレイヤーとを規定した国際規格が記載されている。
【０００５】
一方、２００６年１０月の電波法関係省令の改定によって、日本では屋内に限定して電力線通信(ＰＬＣ：Power Line Communication)の使用が許可されたものである。電力線通信(ＰＬＣ)は、屋内電力線に高周波信号を重畳させることによって、電力線を通信路として活用して、高速通信を可能とするものである。
【０００６】
また、下記非特許文献２には、電力線通信(ＰＬＣ)のための完全ノードをシングルチップに実現することが記載され、電力線通信(ＰＬＣ)の完全ノードのシステムオンチップによる実現のためのアーキテクチャーは、マイクロコントローラとメディアアクセスコントローラ(ＭＡＣ)と電力線メディア規格のモデム回路とを含んでいる。モデムの電力線インターフェースは、電力線に接続されたトランスと、このトランスに接続された送信用のローパスフィルタと受信用のアナログ側Ａ／Ｄ変換器および量子化器を含んでいる。モデムのディジタルロジックは、受信用の量子化器に接続されたディジタル側Ａ／Ｄ変換器と送信用のローパスフィルタに接続されたＤ／Ａ変換器とロジックユニットとを含んでいる。
【０００７】
更に、下記特許文献１には、電力線通信を行うＰＬＣモジュールと無線通信を行う無線ＬＡＮモジュールを具備するＰＬＣネットワーク機器が記載されている。ＰＬＣ通信品質検出回路はＰＬＣモジュールの通信品質を検出して、無線通信品質検出回路は無線ＬＡＮモジュールの通信品質を検出する。制御部は、ＰＬＣ通信品質検出回路からの低品質情報に応答して、無線ＬＡＮモジュールによるデータ送受信を行う。
【０００８】
また下記特許文献２には、電力線通信(ＰＬＣ)と超広帯域通信(ＵＷＢ)を組み合わせ建物内部に配置可能な電力線通信／超広帯域通信(ＰＬＣ／ＵＷＢ)モジュールが記載されている。このＰＬＣ／ＵＷＢモジュールは、サーバからの電力線信号を超広帯域信号に変換して、超広帯域信号を無線電子機器にブロードキャストする。また安全性を高めるために、電力線通信信号および／または超広帯域信号が暗号化されることが記載されている。
【０００９】
【非特許文献１】Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＥＣＭＡ−３６８  ２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ／Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００７，  “Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＰＨＹ  ａｎｄ  ＭＡＣ  Ｓｔａｎｄａｒｄ”，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｃｍａ−ｉｎｔｅｒａｎｔｉｏｎａｌ．ｏｒｇ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／ｆｉｌｅｓ／ＥＣＭＡ−ＳＴ／ＥＣＭＡ−３６８．ｐｄｆ[平成２０年６月２０日検索]
【非特許文献２】Ａ．  Ｓａｎｚ  ｅｔ  ａｌ，  “Ａ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｎｏｄｅ  ｆｏｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｓｉｎｇｌｅ  ｃｈｉｐ”，  ２００５  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ６−８  Ａｐｒｉｌ  ２００５，  ＰＰ．２８５−２８９．
【特許文献１】特開２００８−２２８１５８号  公報
【特許文献２】特表２００７−５０４７１１号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記非特許文献１に記載のウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信に関する国際規格によれば、通信データの盗聴・漏洩を防止するために通信データが暗号化され、暗号化のために２つのデバイスの間で対方式テンポラル・鍵(ＰＴＫｓ：pair-wise temporal keys)と安全な関係を確立するために４ウェイハンドシェーク処理が行われる。この２つのデバイスは安全な関係を確立するために共有のマスター鍵を使用するものであり、４ウェイハンドシェークメカニズムは、２つのデバイスの間のフレーム交換を保護するための新しい対方式テンポラル・鍵(ＰＴＫ)を確立するためと２つのデバイスの相互の身元を認証するための共有のマスター鍵を使用することを可能とするものである。
【００１１】
一方のデバイスが他方のデバイスとマスター鍵を共有することを決定した場合にのみ、一方のデバイスが他方のデバイスと４ウェイハンドシェークを開始する。４ウェイハンドシェークで共有のマスター鍵は露出されることはなく、マスター鍵はマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ：master key identifier)によって特定される。
【００１２】
本発明者等は、本発明に先立って、自動車に搭載される種々の電子機器とウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信が可能なシステムＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)の研究・開発に従事した。
【００１３】
近年、自動車に搭載される電子機器としては、運転容易性のために車体後部に配置されたバックカメラの映像信号を信号処理して運転席前の表示ディスプレーに表示するバックモニターが普及している。バックモニターのための表示ディスプレーは、カーナビゲーションシステムの表示ディスプレーが使用される。カーナビゲーションシステムは運転地図情報を運転者に表示すると言う本来の機能だけでなく、音楽ＣＤの音楽を自動車に搭載されるスピーカーから再生したり、ＤＶＤの映像を自動車に搭載される表示ディスプレーから再生すると言うマルチメディア機能も有している。また、自動車の車内に持ち込んだ携帯電話端末や携帯電子機器を車内に配置されたＵＳＢスロットと接続して、携帯電話端末や携帯電子機器に内蔵されたまたは装着された不揮発性メモリの音楽はＵＳＢスロットからカーナビゲーションシステムに転送される。カーナビゲーションシステムに転送された音楽は、自動車に搭載されるスピーカーから再生される。尚、ＵＳＢは、Universal Serial Busの略である。
【００１４】
このような場合に、自動車には運転席と後部座席とに複数のスピーカーと複数の表示ディスプレーが搭載されるので、車内でカーナビゲーションシステムを複数のスピーカーと複数の表示ディスプレーとバックカメラとＵＳＢスロットに接続する際のケーブル配線が煩雑となる。従って、自動車に搭載される種々の電子機器の間を、ケーブル配線により接続するのではなく、ケーブル配線を必要としないウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信により接続することが有効となる。
【００１５】
このような背景によって、本発明者等は、本発明に先立って車載電子機器とウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信が可能なシステムＬＳＩの研究・開発に従事したものである。この研究・開発の間に、近接した複数の自動車の間のウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信に際しての混信を防止するためにも、上記国際規格に規定された暗号化通信が採用されることになった。また自動車に搭載される電子機器のＵＷＢ通信の暗号化に際しては、ＵＷＢ通信を行う２つのデバイスの間でマスター鍵を共有することが必要となる。
【００１６】
しかしながら、上記国際規格では２つのデバイスの間でのマスター鍵の共有方法が規定されていないと言う問題が、本発明者等の検討によって明らかとされた。このマスター鍵の共有をＵＷＢ通信と別のケーブル配線によって行うことも想定されるが、この方式ではＵＷＢ通信を採用した意味が無くなってしまうと言う問題も明らかとされた。
【００１７】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。
【００１８】
従って、本発明の目的とするところは、暗号化通信を採用する無線通信を行うのに際して、暗号化通信のための暗号鍵を他の電子装置との間で共有する際に、無駄なケーブル配線の増加を回避することが可能な半導体集積回路を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００２１】
すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路(１００)は、暗号化無線通信のための無線通信制御回路(１１６)と暗号鍵を管理する処理ユニット(１１２)と電力線通信回路(１１４、１２０)を具備する。前記半導体集積回路(１００)は、前記電力線通信回路(１１４、１２０)に電力線(１２２)を介して外部から供給される電源電圧によって動作する。
【００２２】
前記電力線通信回路(１１４、１２０)は、前記電力線(１２２)を介して他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と接続可能とされている。
【００２３】
前記無線通信制御回路(１１６)は、暗号化通信を採用する無線通信によって前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と通信可能とされている。
【００２４】
前記半導体集積回路(１００)は、前記無線通信制御回路(１１６)を利用して前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と前記暗号化通信を採用する前記無線通信を行うのに先立って、前記電力線通信回路(１１４、１２０)を介して前記暗号化通信のための前記暗号鍵の情報を前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)に供給可能とされたことを特徴とするものである(図１参照)。
【発明の効果】
【００２５】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。すなわち、暗号化通信を採用する無線通信を行うのに際して、暗号化通信のための暗号鍵を他の電子装置との間で共有する際に、無駄なケーブル配線の増加を回避することが可能な半導体集積回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２７】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態は、暗号化通信を採用する無線通信を行うための無線通信制御回路(１１６)と前記暗号化通信のための暗号鍵を管理する処理ユニット(１１２)とを具備する半導体集積回路(１００)である。
【００２８】
前記半導体集積回路(１００)は、電源電圧に通信データを重畳することによってデータ送信を行う電力線通信回路(１１４、１２０)を更に具備する。
【００２９】
前記半導体集積回路(１００)は、前記電力線通信回路(１１４、１２０)に電力線(１２２)を介して外部から供給される前記電源電圧によって動作可能とされている。
【００３０】
前記電力線通信回路(１１４、１２０)は、前記電力線(１２２)を介して他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と接続可能とされている。
【００３１】
前記無線通信制御回路(１１６)は、前記暗号化通信を採用する前記無線通信によって前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と通信可能とされている。
【００３２】
前記半導体集積回路(１００)は、前記無線通信制御回路(１１６)を利用して前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)と前記暗号化通信を採用する前記無線通信を行うのに先立って、前記電力線通信回路(１１４、１２０)を介して前記暗号化通信のための前記暗号鍵の情報を前記他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)に供給可能とされたことを特徴とするものである(図１参照)。
【００３３】
前記実施の形態によれば、暗号化通信を採用する無線通信を行うに際して、暗号化通信のための暗号鍵を他の電子装置との間で共有する際に、無駄なケーブル配線の増加を回避することが可能な半導体集積回路を提供することができる。
【００３４】
好適な実施の形態は、前記無線通信制御回路(１１６)により行われる前記無線通信は略３ＧＨｚから略１０ＧＨｚの周波数範囲を使用するウルトラワイドバンド無線通信であることを特徴とするものである(図３参照)。
【００３５】
前記好適な実施の形態によれば、高いデータ転送レートの無線通信を実現することが可能となり、多数の他の電子装置(２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１)との無線通信も実現することが可能となる。
【００３６】
他の好適な実施の形態は、前記暗号化通信を採用する前記無線通信を前記他の電子装置と行うに際して、前記半導体集積回路(１００)は前記他の電子装置と前記暗号鍵を共有することを特徴とするものである。
【００３７】
更に他の好適な実施の形態は、前記半導体集積回路(１００)と前記他の電子装置での前記暗号鍵の共有に先立って、前記半導体集積回路(１００)は前記無線通信制御回路(１１６)による無線通信によって暗号鍵共有コマンドを前記他の電子装置に送信可能とされたことを特徴とするものである(図２参照)。
【００３８】
より好適な実施の形態は、前記他の電子装置による前記暗号鍵共有コマンドに対する応答から前記半導体集積回路(１００)は前記他の電子装置が前記暗号鍵の共有が許可されている装置か否かを確認可能とされたことを特徴とするものである(図２参照)。
【００３９】
更により好適な実施の形態は、前記応答から前記他の電子装置が前記暗号鍵の共有が許可されている装置であることが確認された後に、前記半導体集積回路(１００)は前記電力線通信回路(１１４、１２０)を介して前記暗号鍵の情報を前記他の電子装置へ供給可能とされたことを特徴とするものである(図２参照)。
【００４０】
具体的な一つの実施の形態は、前記他の電子装置へ供給された前記暗号鍵の前記情報から前記他の電子装置で生成されるハッシュ値と前記暗号鍵の前記情報を前記他の電子装置へ供給する際に生成されるハッシュ期待値とを前記半導体集積回路(１００)が比較可能とされたことを特徴とするものである(図２参照)。
【００４１】
より具体的な一つの実施の形態による前記半導体集積回路は、有線通信回路(１１７)を更に具備する。
【００４２】
前記有線通信回路(１１７)は、有線ケーブル(１２６)を介して別の電子装置(２００Ｏ１)と接続可能とされている。
【００４３】
前記無線通信制御回路(１１６)は、前記暗号化通信を採用する前記無線通信によって前記別の電子装置(２００Ｏ１)と通信可能とされている。
【００４４】
前記半導体集積回路(１００)は、前記無線通信制御回路(１１６)を利用して前記別の電子装置(２００Ｏ１)と前記暗号化通信を採用する前記無線通信を行うのに先立って、前記有線通信回路(１１７)と前記有線ケーブル(１２６)とを介して前記暗号化通信のための前記暗号鍵の前記情報を前記別の電子装置(２００Ｏ１)に供給可能とされたことを特徴とするものである(図４参照)。
【００４５】
更により具体的な一つの実施の形態による前記半導体集積回路(１００)は、不揮発性メモリ(１１７)を更に具備する。
【００４６】
前記不揮発性メモリ(１１７)は、前記暗号化通信のための前記暗号鍵の前記情報を格納する暗号鍵管理テーブルを含むことが可能とされたことを特徴とするものである(図１、図４、図６参照)。
【００４７】
他のより具体的な一つの実施の形態は、前記暗号鍵は前記半導体集積回路(１００)と前記他の電子装置とが相互に認証するための共有鍵であることを特徴とするものである。
【００４８】
更に他のより具体的な一つの実施の形態は、前記他の電子装置に供給可能とされた前記暗号鍵の情報は、前記他の電子装置の機器アドレス(１３５)に対応するマスター鍵識別子 (１３６)およびマスター鍵(１３７) であることを特徴とするものである。
【００４９】
最も具体的な一つの実施の形態による前記半導体集積回路(１００)は、自動車に搭載されるカーナビゲーションシステムに内蔵可能とされたことを特徴とするものである(図１、図４、図６参照)。
【００５０】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【００５１】
《半導体集積回路の構成》
図１は、本発明の１つの実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【００５２】
自動車に搭載可能なシステムＬＳＩである半導体集積回路１００は、自動車に搭載される他の外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１とウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)無線通信を行うために、ウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４に接続される。また他の外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１には、ウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２がそれぞれ接続されている。この半導体集積回路１００は、例えばカーナビゲーションシステムに搭載される汎用マイクロコンピュータであり、冒頭で説明したように、自動車に搭載される複数のスピーカーと複数の表示ディスプレーとバックカメラとＵＳＢスロット等とＵＷＢＩＦ１２４を介してウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)無線通信を行うものである。複数のスピーカーのそれぞれは、ＵＷＢ無線通信インターフェースとパワーアンプとを内蔵する。スピーカーや表示ディスプレーやバックカメラやＵＳＢスロットは外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１により構成され、そのウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２を介して、半導体集積回路１００を内蔵したカーナビゲーションシステムのウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４とＵＷＢ無線通信を行うことが可能とされている。
【００５３】
また、半導体集積回路１００は、ＵＷＢ通信の暗号化に際して使用されるマスター鍵を共有するために、電力線通信(ＰＬＣ：Power Line Communication)のための電力線１２２と接続可能とされている。自動車に搭載されるバッテリーおよび発電機等の車載電源システム３００からの動作電源電圧は、電力線１２２を介してカーナビゲーションシステムに内蔵された半導体集積回路１００に供給可能とされるとともに自動車に搭載される複数のスピーカーと複数の表示ディスプレーとバックカメラとＵＳＢスロットを構成する外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１にも供給可能とされる。
【００５４】
従って、スピーカーに内蔵されたＵＷＢ無線通信インターフェースとパワーアンプとは電力線１２２から供給される動作電源電圧によって動作して、カーナビゲーションシステムからの音楽等のＵＷＢ無線信号はスピーカーの内蔵ＵＷＢ無線通信インターフェースによって受信されスピーカーの内蔵パワーアンプにより増幅され、スピーカーによって再生される。
【００５５】
また更に、電力線１２２による電力線通信(ＰＬＣ)を利用して、カーナビゲーションシステムからスピーカーへのＵＷＢ通信の暗号化のためのマスター鍵の共有が実行される。スピーカーとのＵＷＢ通信の暗号化だけではなく、表示ディスプレーやバックカメラやＵＳＢスロット等とのＵＷＢ通信の暗号化のためのマスター鍵の共有に際して、電力線１２２による電力線通信(ＰＬＣ)が利用される。
【００５６】
図１に示す半導体集積回路１００は、マイクロコントローラ１１０と、電力線通信(ＰＬＣ)のための混合／分離回路１２０と、不揮発性メモリ１３０を具備している。また、マイクロコントローラ１１０は、中央処理ユニット(ＣＰＵ：Central Processing Unit)１１２とＰＬＣ制御回路１１４とＵＷＢ制御回路１１６を含んでいる。ＣＰＵ１１２は不揮発性メモリ１３０の種々の格納プログラムに従ってカーナビゲーションシステム用の汎用マイクロコンピュータとしての種々の処理の実行が可能である一方、ＰＬＣ制御回路１１４とＵＷＢ制御回路１１６とを制御する。
【００５７】
ＵＷＢ制御回路１１６は、ＣＰＵ１１２からのＵＷＢ通信の要求に応答して、ウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４を介して上記の国際規格に規定されたウルトラワイドバンド(ＵＷＢ)通信を実行する。このＵＷＢ通信信号は、上記の国際規格に従って暗号化されている。従って、例えばカーナビゲーションシステムからスピーカー等の種々の車載電子機器へのＵＷＢ通信に際して、近接した複数の自動車の間のＵＷＢ通信での混信を防止することができる。
【００５８】
ＰＬＣ制御回路１１４は、ＣＰＵ１１２からの電力線(ＰＬＣ)通信の要求に応答して、混合／分離回路１２０と電力線１２２とを介して種々の車載電子機器とのＵＷＢ通信の際の暗号化に際して使用されるマスター鍵の共有処理でのデータの送受信を行うものである。データの送信動作の間では混合／分離回路１２０は電力線１２２の車載電源システム３００からの動作電源電圧に送信データを重畳する混合処理を実行するのに対して、データの受信動作の間では混合／分離回路１２０は電力線１２２の車載電源システム３００からの動作電源電圧に重畳した受信データを抽出する分離処理を実行するものである。
【００５９】
不揮発性メモリ１３０は電気的に書き込み可能で消去可能なリードオンリメモリ(ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリ等のような半導体不揮発性メモリであり、この不揮発性メモリ１３０はマイクロコントローラ１１０のＣＰＵ１１２によって管理されるマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２を含んでいる。マスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２は、機器アドレス１３５とマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を格納する複数のエントリーによって構成されている。
【００６０】
機器アドレス１３５はＵＷＢ通信を行う各電子機器を一義的に決定するアドレスであり、上記の国際規格によってこのアドレスのデータ長は２バイトと規定されている。またマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６はマスター鍵(ＭＫ)１３７を一義的に決定する識別子(ＩＤ)であり、上記の国際規格によってこの識別子(ＩＤ)のデータ長は１６バイトと規定されている。最後のマスター鍵(ＭＫ)１３７のデータ長は、上記の国際規格によって１６バイトと規定されている。
【００６１】
冒頭で説明したように、上記の国際規格によるＵＷＢ通信の暗号化通信のための４ウェイハンドシェークにより２つのデバイスの間で新しい対方式テンポラル・鍵(ＰＴＫ)を確立して２つのデバイス相互の身元を認証するためには、２つのデバイスの間のマスター鍵の共有が必要である。
【００６２】
≪マスター鍵の共有方法≫
図２は、図１に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路１００が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置が自動車に搭載可能な他の電子装置とマスター鍵(ＭＫ)を共有する方法を示す図である。
【００６３】
図２のステップ２００で、半導体集積回路１００が他の電子装置からブロードキャストにより送信されるビーコン(Beacon)を取得する。上記の国際規格によるＵＷＢ通信では、衝突回避のためにキャリアセンスによって未使用の周波数バンドと未使用の周波数ホッピングパターンとを検出した後、ビーコン期間の検出とその後に未使用のビーコンスロットの検出が行われる。このように、ＵＷＢ通信範囲に存在する各種の電子機器は自己の存在を宣言するために、ビーコンを送信する。尚、ステップ２００にてビーコンが送信されていない場合、マスター鍵(ＭＫ)を共有する必要がないため、マスター鍵(ＭＫ)共有シーケンスを終了する。
【００６４】
図２のステップ２００でビーコンを送信した他の電子装置に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６ならびにマスター鍵(ＭＫ)１３７がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在するかを、ステップ２１０で半導体集積回路１００が確認する。尚、ステップ２００で他の電子装置によって送信されたビーコンには、他の電子装置の機器アドレス１３５が含まれている。
【００６５】
ステップ２１０での確認によってステップ２００でビーコンを送信した他の電子装置に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在する場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置と他の電子装置とがマスター鍵(ＭＫ)を共有していると判断する。
【００６６】
ステップ２１０での確認によってステップ２００でビーコンを送信した他の電子装置に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在していない場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置と他の電子装置とがマスター鍵(ＭＫ)を共有していないと判断する。この場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、図２のステップ２００でビーコンを送信した他の電子装置にウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４を介してステップ２２０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを送信する。尚、本実施の形態では、マスター鍵(ＭＫ)共有コマンドによりマスター鍵(ＭＫ)を共有する際に、２つのデバイスのいずれか一方と他方がマスタデバイスとスレーブデバイスとして指定されることが可能である。他の実施の形態では、２つのデバイスの機器アドレス１３５の値を比較して、アドレス値の大きい方をマスタデバイスとして、アドレス値の小さい方をスレーブデバイスとすることもできる。
【００６７】
ステップ２２０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを送信した後、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、ステップ２４０にてマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対する他の電子装置からの応答を待つものである。すると、ステップ２００でビーコンを送信した他の電子装置はマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを受信して、受信したマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対する応答を生成して、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置へその応答を送信する。コマンドを送信してから数ｍｓ経過した後においても、応答がない場合、他の電子装置からビーコンが送信されていることをステップ２３０で確認した後に、マスター鍵(ＭＫ)共有コマンドをステップ２２０にて再送信する。
【００６８】
ステップ２４０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対する他の電子装置からの応答がある場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、ステップ２５０にて応答した他の電子装置の認証を行って、マスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されている電子装置であることを確認する。この認証は、良く知られているように、認証局(ＣＡ：Certificate Authority)の署名付き証明書の利用によって可能となる。
【００６９】
ステップ２５０にて他の電子装置がマスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されていない電子装置と判明すると、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、マスター鍵(ＭＫ)共有シーケンスを終了する。
【００７０】
ステップ２５０にて、他の電子装置がマスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されている電子装置と判明すると、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、次のステップ２６０にてマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を他の電子装置に電力線１２２を介して送信する。マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７は、ヘッダ(Header)、フレームペイロード(Frame Payload)、フレームチェックシーケンス(ＦＣＳ：Frame Check Sequence)のデータフォーマットとなっており、ヘッダ(Header)には送信元のアドレスと送信先のアドレスとが含まれている。半導体集積回路１００のデータ送信バッファの記憶容量が小さい等の理由によって、１個のマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６や１個のマスター鍵(ＭＫ)１３７を複数のフレームに分割して送信する場合にはフレームシーケンス番号がデータフォーマットに含まれる。また、フレームペイロード(Frame Payload)には、マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６のデータとマスター鍵(ＭＫ)１３７のデータとが含まれる。
【００７１】
半導体集積回路１００が内蔵された電子装置から電力線１２２を介してマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７とを受信した他の電子装置は、受信データから固定長のハッシュ値を生成して、ステップ２７０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置へ電力線１２２を介して送信する。従って、ステップ２７０では、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、電力線１２２を介して他の電子装置から送信されたハッシュ値を受信するものである。
【００７２】
良く知られているように、ドキュメントや数字等の文字列の羅列は、ハッシュ関数によって固定長のハッシュ値に変換される。通信回線を介してデータを送受信する際に、経路の両端でデータのハッシュ値を計算して両者を比較することによって、データが通信途中で改竄されるか変化されていないかを検査することができる。最も良く使用されているハッシュ関数は、ＳＨＡ−１(Secure Hash Algorithm One)やＭＤ５(Message Digest Algorithm Five)である。
【００７３】
一方、ステップ２６０にて半導体集積回路１００が内蔵された電子装置がマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を他の電子装置に電力線１２２を介して送信した後、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は送信データから固定長のハッシュ値の期待値を生成する。従って、ステップ２７０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は他の電子装置から送信されたハッシュ値を受信した後に、次のステップ２８０においてステップ２７０で受信したハッシュ値とステップ２６０でデータ送信時に生成したハッシュ値の期待値とを比較する。受信したハッシュ値が期待値と一致する場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置はマスター鍵(ＭＫ)１３７が他の電子装置と共有されたものと判断する。受信したハッシュ値が期待値と一致していない場合には、ステップ２６０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置はマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を他の電子装置に電力線１２２を介して再送信するものである。尚、他の電子装置と半導体集積回路１００が内蔵された電子装置とでのハッシュ値の生成方法は、マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７とでそれぞれの別のハッシュ値を計算するものである。
【００７４】
≪ＵＷＢ通信≫
図３は、上記の国際規格に規定されＵＷＢ通信において２つのデバイスの間での相互通信を説明する図である。
【００７５】
すなわち、上記の国際規格に規定されＵＷＢ通信において、スーパーフレームと呼ばれるフレーム交換を行う基本的なタイミング構造が定義されている。スーパーフレームは２５６個のメディアアクセススロット(ＭＡＳ：Medium Access Slot)３０６によって構成され、１個のメディアアクセススロット(ＭＡＳ)３０６の時間長は２５６μＳである。また、メディアアクセススロット(ＭＡＳ)３０６は、電子機器(デバイス)毎に割り当てられて時間スロットである。
【００７６】
一つのスーパーフレームの最初の数個のメディアアクセススロット(ＭＡＳ)はビーコン期間３０４として割り当てられており、このビーコン期間３０４中に各電子機器(デバイス)はブロードキャストでビーコンを送信する。ビーコンの送信によって、各電子機器(デバイス)はＵＷＢ通信範囲での自己の存在を宣言する。
【００７７】
ビーコンは他のメディアアクセススロット(ＭＡＳ)データと同様に、１０バイトのメディアアクセスコントロールヘッダ(MAC Header)３１０とフレームペイロード(Frame Payload)３２０と４バイトのフレームチェックシーケンス(ＦＣＳ：Frame Check Sequence)３３０とから構成される。
【００７８】
１０バイトのメディアアクセスコントロールヘッダ(MAC Header)３１０は、フレームコントロール(Frame Control)３１１(２バイト)と、ディスティネーション・アドレス(Dest Addr)３１２(２バイト)と、ソース・アドレス(Src Addr)３１３(２バイト)と、シーケンスコントロール(Sequence Control)３１４(２バイト)と、アクセスインフォメーション(Access Information)３１５(２バイト)とから構成される。ビーコンの場合には、各要素に設定する値は上記の国際規格で定義されている。
【００７９】
フレームペイロード(Frame Payload)３２０は、デバイス識別子(Device Identifier)３２１(６バイト)と、ビーコンスロット番号(Beacon Slot Num)３２２(１バイト)と、デバイスコントロール(Device Control)３２３(１バイト)と、複数の情報要素(ＩＥ：Information Element)３２４、３２５とから構成される。デバイス識別子(Device Identifier)３２１、ビーコンスロット番号(Beacon Slot Num)３２２、デバイスコントロール(Device Control)３２３に設定する値に関しては、上記の国際規格で定義されている。
【００８０】
情報要素(ＩＥ) ３２４、３２５には、様々な情報を設定することが可能である。例えば、接続可能な電子機器のアドレス、ビーコン期間３０４の時間長の設定や通信に使用するチャネルの設定が可能である。更に、アプリケーション毎に、独自の情報を設定することも可能である。
【００８１】
≪有線インターフェースの追加≫
図４は、本発明の他の実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【００８２】
図１に示した半導体集積回路１００と比較すると、図４に示す自動車に搭載可能なシステムＬＳＩである半導体集積回路１００のマイクロコントローラ１１０には有線制御回路１１７が追加され、この有線制御回路１１７には外部の有線インターフェース１２５が接続されている点が相違しており、その他の点は同一である。
【００８３】
図１に示した車載の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１に対して、図４では他の電子装置２００Ｏ１が追加されている。また、図１に示した車載のウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２に対して、図４ではウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ｏ２と有線インターフェース２００Ｏ３が追加されている。図４で追加された他の電子装置２００Ｏ１は例えばＵＳＢスロットであって、このＵＳＢスロットは自動車の車内に持ち込んだ携帯電話端末や携帯電子機器とＵＳＢケーブルを介して接続可能である。ＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１には車載電源システム３００から電力線２００を介して動作電源電圧が供給可能とされる一方、電子装置２００Ｏ１はウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ｏ２を介して、半導体集積回路１００を内蔵したカーナビゲーションシステムのウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４とＵＷＢ無線通信を行うことが可能とされている。その結果、携帯電話端末や携帯電子機器等に内蔵されたまたは装着された不揮発性メモリの音楽はＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１からウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ｏ２、１２４を介してカーナビゲーションシステムに内蔵された半導体集積回路１００に転送される。カーナビゲーションシステムに内蔵された半導体集積回路１００に転送された音楽は、ウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４、２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２を介して外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１のいずれか１個である車載スピーカーから再生可能となる。
【００８４】
また半導体集積回路１００はＵＷＢ通信の暗号化に際して使用されるマスター鍵をＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１と共有するために、有線ケーブル１２６と接続可能とされている。すなわち、半導体集積回路１００のマイクロコントローラ１１０の有線制御回路１１７は、外部の有線インターフェース１２５を介して有線ケーブル１２６と接続されている。
【００８５】
また、ＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１にマスター鍵(ＭＫ)を共有させる場合も、図１の実施の形態とは異なり、図４の実施の形態では電力線１２２を介するのではなく有線ケーブル１２６を介するものである。有線ケーブル１２６を使用する場合のマスター鍵(ＭＫ)の共有方法は、図２の各ステップは下記のように変更される。
【００８６】
すなわち、有線ケーブル１２６を使用する場合の変更ステップ２００では、ＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１に接続されたウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)２００Ｏ２から送信されたビーコンが、カーナビゲーションシステムに内蔵された半導体集積回路１００に接続されたウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４によって取得される。
【００８７】
次の変更ステップ２１０では、変更ステップ２００にてビーコンを送信したＵＷＢＩＦ２００Ｏ２に対応するＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７とがマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在するかを、半導体集積回路１００が確認する。尚、変更ステップ２００でＵＷＢＩＦ２００Ｏ２によって送信されたビーコンには、ＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１の機器アドレス１３５が含まれている。
【００８８】
変更ステップ２１０での確認によって変更ステップ２００でビーコンを送信したＵＷＢＩＦ２００Ｏ２に接続されたＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在する場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置と他の電子装置とがマスター鍵(ＭＫ)を共有していると判断する。
【００８９】
変更ステップ２１０での確認によってステップ２００でＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に存在していない場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置と他の電子装置とがマスター鍵(ＭＫ)を共有していないと判断する。この場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、ＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１に接続されたＵＷＢＩＦ２００Ｏ２にウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４を介して変更ステップ２２０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを送信する。
【００９０】
変更ステップ２２０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを送信した後、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、変更ステップ２４０にてマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対する他の電子装置からの応答を待つものである。すると、変更ステップ２００でビーコンを送信したＵＷＢＩＦ２００Ｏ２に接続されたＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１はマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを受信して、受信したマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対する応答を生成して、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置へその応答を送信する。コマンドを送信してから数ｍｓ経過した後においても、応答がない場合、他の電子装置からビーコンが送信されていることを変更ステップ２３０で確認した後に、マスター鍵(ＭＫ)共有コマンドを変更ステップ２２０にて再送信する。
【００９１】
変更ステップ２４０でマスター鍵(ＭＫ)共有コマンドに対するＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１からの応答がある場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、変更ステップ２５０にて応答した電子装置２００Ｏ１の認証を行って、マスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されている電子装置であることを確認する。この認証は、認証局(ＣＡ)の署名付き証明書の利用によって可能となる。
【００９２】
変更ステップ２５０にて電子装置２００Ｏ１がマスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されていない電子装置と判明すると、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、マスター鍵(ＭＫ)共有シーケンスを終了する。
【００９３】
変更ステップ２５０にて、電子装置２００Ｏ１がマスター鍵(ＭＫ)の共有が許可されている電子装置と判明すると、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、次の変更ステップ２６０にてマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を電子装置２００Ｏ１に有線ケーブル１２６を介して送信する。
【００９４】
半導体集積回路１００が内蔵された電子装置から有線ケーブル１２６を介してマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７とを受信したＵＳＢスロットである電子装置２００Ｏ１は、受信データから固定長のハッシュ値を生成して、変更ステップ２７０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置へ有線ケーブル１２６を介して送信する。従って、変更ステップ２７０では、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は、有線ケーブル１２６を介して他の電子装置から送信されたハッシュ値を受信する。
【００９５】
一方、変更ステップ２６０にて半導体集積回路１００が内蔵された電子装置がマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を電子装置２００Ｏ１に有線ケーブル１２６を介して送信した後、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は送信データから固定長のハッシュ値の期待値を生成する。従って、変更ステップ２７０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置は電子装置２００Ｏ１から送信されたハッシュ値を受信した後に、次の変更ステップ２８０において変更ステップ２７０で受信したハッシュ値とステップ２６０でデータ送信時に生成したハッシュ値の期待値とを比較する。受信したハッシュ値が期待値と一致する場合には、半導体集積回路１００が内蔵された電子装置はマスター鍵(ＭＫ)１３７が電子装置２００Ｏ１と共有されたものと判断する。受信したハッシュ値が期待値と一致していない場合には、変更ステップ２６０で半導体集積回路１００が内蔵された電子装置はマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７を電子装置２００Ｏ１に有線ケーブル１２６を介して再送信するものである。
【００９６】
≪電力線通信と有線インターフェースとによるマスター鍵の共有≫
図５は、図４に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路１００が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置が自動車に搭載可能な他の電子装置とマスター鍵(ＭＫ)を共有する方法を示す図である。
【００９７】
図５のステップ５００で、半導体集積回路１００が他の電子装置からブロードキャストにより送信されるビーコンを取得する。すると、ステップ５１０にて、半導体集積回路１００のＣＰＵ１１２内部のビーコン解析モジュールはビーコン送信元の電子機器に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７の有無を不揮発性メモリ１３０の管理テーブル１３２に確認する。
【００９８】
ビーコン送信元の電子機器に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７が管理テーブル１３２に存在する場合には、ＣＰＵ１１２のビーコン解析モジュールはマスター鍵(ＭＫ)が既に共有されていることを半導体集積回路１００の内部の他のモジュール１１４、１１６、１１７、１２０に通知する。好ましい実施の形態では、この通知によってＰＬＣ制御回路１１４と有線制御回路１１７への動作電力(動作電源電圧)の供給が停止され、半導体集積回路１００の不必要な消費電力が低減される。既に共有されているマスター鍵(ＭＫ)を利用して、半導体集積回路１００はウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４を介して外部の電子装置２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｏ１に接続されたウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４、２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｏ２とＵＷＢ通信を行うものである。
【００９９】
しかし、ビーコン送信元の電子機器に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７が管理テーブル１３２に存在しない場合、ＣＰＵ１１２のビーコン解析モジュールはステップ５２０においてビーコンのペイロード(Payload)部を解析する。例えば、図３で説明したビーコンのフレームペイロード３２０の複数の情報要素(ＩＥ)３２４、３２５がマスター鍵(ＭＫ)の共有方法を記述した情報を含むものである。従って、ステップ５２０のペイロード部の解析結果から、ＣＰＵ１１２のビーコン解析モジュールはステップ５３０でマスター鍵(ＭＫ)の共有方法の情報を取得することができる。
【０１００】
ビーコンのペイロード部を解析した結果、マスター鍵(ＭＫ)の共有方法が電力線通信であると判明した場合には、図５のステップ５４０において電力線通信によるマスター鍵(ＭＫ)の共有が実行される。このステップ５４０での電力線通信によるマスター鍵(ＭＫ)の共有の実行は、図２で説明したマスター鍵(ＭＫ)の共有方法のステップ２２０からステップ２８０の手順に従うものである。好ましい実施の形態では、この間には有線制御回路１１７への動作電力(動作電源電圧)の供給が停止され、半導体集積回路１００の不必要な消費電力が低減される。
【０１０１】
ビーコンのペイロード部を解析した結果、マスター鍵(ＭＫ)の共有方法が有線インターフェースであると判明した場合には、図５のステップ５５０において有線インターフェースによるマスター鍵(ＭＫ)の共有が実行される。このステップ５５０での有線インターフェースによるマスター鍵(ＭＫ)の共有の実行は、図４で説明したマスター鍵(ＭＫ)の共有方法の変更ステップ２２０から変更ステップ２８０の手順に従うものである。好ましい実施の形態では、この間にＰＬＣ制御回路１１４への動作電力(動作電源電圧)の供給が停止されて、半導体集積回路１００の不必要な消費電力が低減される。
【０１０２】
≪タイマー≫
図６は、本発明の他の実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【０１０３】
図１に示した半導体集積回路１００と比較すると、図６に示す自動車に搭載可能なシステムＬＳＩである半導体集積回路１００のマイクロコントローラ１１０のＣＰＵ１１２にはタイマー１１８が追加され、このタイマー１１８はマスター鍵(ＭＫ)の利用に関しての有効期限を管理する点が相違しており、その他の点は同一である。
【０１０４】
このタイマー１１８はＣＰＵ１１２やPＬＣ制御回路１１４等の他のモジュールからアクセスすることが可能であって、任意の時間を測定する機能を有するものである。
【０１０５】
≪マスター鍵の有効期限管理≫
図７は、図６に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路１００が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置がマスター鍵(ＭＫ)の有効期限を管理する方法を示す図である。
【０１０６】
図６に示す半導体集積回路１００は、ステップ７００にてウルトラワイドバンド無線インターフェースを使用したＵＷＢ無線通信が実行されているか否かを判定する。ＵＷＢ無線通信の実行中であると判定されると、正常動作と判定されて、その時点で共有されているマスター鍵(ＭＫ)の情報(機器アドレス１３５に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７)が不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に保存されるものである。
【０１０７】
しかし、ステップ７００でＵＷＢ無線通信がスリープ状態もしくは非実行状態と判定されると、ステップ７１０にて半導体集積回路１００は電力線１２２を介して他の電子機器２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１にマスター鍵(ＭＫ)管理コマンドを送信する。
【０１０８】
ステップ７１０で送信したマスター鍵(ＭＫ)管理コマンドに対して他の電子機器２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１から応答がない場合には、半導体集積回路１００はステップ７２０で不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２にその時点で格納されているマスター鍵(ＭＫ)の情報(機器アドレス１３５に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７)を削除して、このマスター鍵(ＭＫ)を非共有状態とするものである。
【０１０９】
ステップ７１０で送信したマスター鍵(ＭＫ)管理コマンドに対して他の電子機器２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１から応答が有った場合には、半導体集積回路１００はステップ７３０でタイマー１１８を起動するものである。
【０１１０】
ステップ７３０でのタイマー１１８の起動後、半導体集積回路１００はステップ７４０で所定の許容時間の間に何らかの応答があるかを判定する。
【０１１１】
ステップ７４０で所定の許容時間の間に何らかの応答が無い場合には、半導体集積回路１００はステップ７５０で不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２にその時点で格納されているマスター鍵(ＭＫ)の情報(機器アドレス１３５に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７)を削除して、このマスター鍵(ＭＫ)を非共有状態とするものである。
【０１１２】
ステップ７４０での所定の許容時間の経過前にウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)１２４を利用するＵＷＢ無線通信が再開されたことを半導体集積回路１００がステップ７６０にて検出した場合には、正常動作と判定されて、その時点で共有されているマスター鍵(ＭＫ)の情報(機器アドレス１３５に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７)がマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に保存されるものである。尚、ステップ７４０での所定の許容時間の経過前にＵＷＢ無線通信がスリープ状態と判定されると、処理はステップ７４０に戻されるものである。
【０１１３】
このようにして、比較的長期間にわたって不使用状態の電子機器のマスター鍵(ＭＫ)の情報が、マスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２の内部で整理されることが可能となる。
【０１１４】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１５】
例えば、ＰＬＣ制御回路１１４やＵＷＢ制御回路１１６は、ＣＰＵ１１２の一部の内部モジュールとすることも可能である。しかし、このような場合にも、ＰＬＣ制御回路１１４やＵＷＢ制御回路１１６の各制御回路を動作させるための動作電源電圧の供給を、ＣＰＵ１１２を動作させるための動作電源電圧の供給とは独立することが望ましい。それによって、内部モジュールの動作状態によって動作電源電圧の供給を制御するパワーマネージメントを実行することにより、半導体集積回路１００の消費電力を低減させることができる。
【０１１６】
また、図２に示すマスター鍵の共有方法のステップ１６０、２７０でのハッシュ値の他の計算方法として、マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６とマスター鍵(ＭＫ)１３７とのデータを結合して、結合されたデータ列のハッシュ値を計算する方法を採用することも可能である。また、他の電子装置で計算されたハッシュ値を、電力線１２２を介するのではなく、ウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)を介して半導体集積回路１００が内蔵された電子装置へ送信することも可能である。その際にウルトラワイドバンド無線インターフェース(ＵＷＢＩＦ)を介して送信されるハッシュ値は、暗号化されずに、原データでも問題ない。それは、ハッシュ値がドキュメントや数字等の文字列の原データに逆変換できない片方向暗号であるためである。
【０１１７】
更に、図４と図５とで説明した実施の形態では、ビーコンのペイロード部を利用してマスター鍵(ＭＫ)の共有方法を電力線通信と有線インターフェースとのいずれかで選択する方法を説明した。しかし、本発明はこの選択方法に限定されるものではなく、機器アドレス１３５を利用することによってマスター鍵(ＭＫ)の共有方法を選択することも可能である。例えば、不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に事前に格納してある機器アドレスに関しては電力線１２２を利用する電力線通信によってマスター鍵(ＭＫ)の共有を行う一方、マスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に事前に格納されていない機器アドレスに関しては有線インターフェース１２４を利用する有線インターフェースによってマスター鍵(ＭＫ)の共有を行うと言う方法である。
【０１１８】
また、図６と図７とで説明した実施の形態でタイマー１１８を起動させるタイミングを、ＵＷＢ無線通信の実行有無とは無関係に、車載電源システム３００が自動車エンジンに結合された発電機による動作モードからバッテリーのみによる動作モードに切り換った時点とすることもできる。
【０１１９】
すなわち、車載電源システム３００のバッテリーのみによる動作モードによって、電力線１２２を介して供給される動作電源電圧は正常時よりも低下する。従って、半導体集積回路１００が内蔵されたカーナビゲーションシステムや他の電子機器２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１の動作も不確実となると伴に、ウルトラワイドバンド無線インターフェース１２４、２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２の動作も不確実となるものである。
【０１２０】
その結果、ＵＷＢ無線通信も不可能となるので、このような場合にはステップ７４０での所定時間の経過後に、半導体集積回路１００はステップ７５０で不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２にその時点で格納されているマスター鍵(ＭＫ)の情報(機器アドレス１３５に対応するマスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６およびマスター鍵(ＭＫ)１３７)を削除して、このマスター鍵(ＭＫ)を非共有状態とするものである。また、このような場合には、図４と図５とで説明した実施の形態の有線インターフェース１２５、２００Ｏ３の動作も不確実となるので、図５の処理のステップ５５０で有線インターフェースによって共有が開始されたマスター鍵(ＭＫ)の情報を所定時間の経過後に削除することもできる。
【０１２１】
また、図２に示すマスター鍵の共有方法のステップ２５０での他の電子機器の認証方法として、認証局の証明書を利用した方法を説明したが、本発明はこの認証方法に限定されるものではない。例えば、他の電子機器の属性情報を半導体集積回路１００が内蔵されたカーナビゲーションシステムの運転席前の表示ディスプレーに表示して、運転席前のユーザが表示された他の電子機器の属性情報から他の電子機器にマスター鍵の共有を許可するか否かを決定することも可能である。
【０１２２】
更に、図１と図４と図６に示した半導体集積回路１００の不揮発性メモリ１３０のマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２に格納される機器アドレス１３５、マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６、マスター鍵(ＭＫ)１３７のそれぞれのデータ長は上述の国際規格に準拠するものであった。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、これらのデータ長は上述の国際規格に準拠しないものであっても良いものである。
【０１２３】
更に、機器アドレス１３５、マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)１３６、マスター鍵(ＭＫ)１３７を格納するマスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２を含む不揮発性メモリ１３０は、半導体集積回路１００に内蔵された内部不揮発性メモリに限定されるものではない。すなわち、マスター鍵(ＭＫ)管理テーブル１３２を含む不揮発性メモリ１３０は、半導体集積回路１００の外部に接続される外部不揮発性メモリとすることもできる。
【０１２４】
また、図１と図４と図６とに示した半導体集積回路１００を内蔵する電子装置は自動車に搭載されるカーナビゲーションシステムに限定されるものではなく、例えばＳＯＨＯ(Small Office/Home Office)等のように建物内部でＵＷＢ無線通信と電力線通信(ＰＬＣ)とが可能な環境に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】図１は、本発明の１つの実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置が自動車に搭載可能な他の電子装置とマスター鍵を共有する方法を示す図である。
【図３】図３は、国際規格に規定されＵＷＢ通信において２つのデバイスの間での相互通信を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【図５】図５は、図４に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置が自動車に搭載可能な他の電子装置とマスター鍵を共有する方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態による半導体集積回路の構成を示す図である。
【図７】図７は、図６に示すシステムＬＳＩである半導体集積回路が内蔵されたカーナビゲーションシステム等の電子装置がマスター鍵(ＭＫ)の有効期限を管理する方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１００  半導体集積回路
１１０  マイクロコントローラ
１１２  ＣＰＵ
１１４  ＰＬＣ(電力線通信)制御回路
１１７  有線制御回路
１１６  ＵＷＢ(ウルトラワイドバンド)制御回路
１１８  タイマー
１２０  混合／分離回路
１２２  電力線
１２４  ウルトラワイドバンド無線インターフェース
１２５  有線インターフェース
１２６  有線ケーブル
１３０  不揮発性メモリ
１３２  マスター鍵(ＭＫ)管理テーブル
１３５  機器アドレス
１３６  マスター鍵識別子(ＭＫＩＤ)
１３７  マスター鍵(ＭＫ)
２００Ａ１、２００Ｂ１…２００Ｎ１、２００Ｏ１  他の電子装置
２００Ａ２、２００Ｂ２…２００Ｎ２、２００Ｏ２  ウルトラワイドバンド無線インターフェース
２００Ｏ３  有線インターフェース
３００  車載電源システム
３０２  スーパーフレーム
３０４  ビーコン期間
３０６  メディアアクセススロット(ＭＡＳ)
３１０  メディアアクセスコントロールヘッダ(MAC Header)
３１２  ディスティネーション・アドレス(Dest Addr)
３１３  ソース・アドレス(Src Addr)
３１４  シーケンスコントロール(Sequence Control)
３１５  アクセスインフォメーション(Access Information)
３２０  フレームペイロード(Frame Payload)
３２１  デバイス識別子(Device Identifier)
３２２  ビーコンスロット番号(Beacon Slot Num)
３２３  デバイスコントロール(Device Control)
３２４、３２５  情報要素(ＩＥ：Information Element)
【図１】
2010141383.tif 000003
【図２】
2010141383.tif 000004
【図３】
2010141383.tif 000005
【図４】
2010141383.tif 000006
【図５】
2010141383.tif 000007
【図６】
2010141383.tif 000008
【図７】
2010141383.tif 000009