(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、
ユーザからの入力から得られる第１の情報を記憶する第１の記憶ステップと、
前記第１の情報と、予め記憶装置に記憶されている第２の情報とを用いて、認証用の第３の情報を生成する第１の生成ステップと、
無線通信により前記第３の情報を送信する第１の送信ステップと、
前記第２の情報の更新を要求する更新要求を生成する第２の生成ステップと、
前記コンピュータを搭載した車両の状態に基づいたタイミングで前記無線通信により前記更新要求を送信する第２の送信ステップと、
前記更新要求に応じて前記無線通信により送信される新たな第２の情報を受信する受信ステップと、
受信した前記新たな第２の情報を前記記憶装置に記憶する第２の記憶ステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項２】
前記第２の送信ステップは、
前記車両が信号機から所定の範囲内で停止していると見なせる停止状態のときに前記更新要求を送信するよう、前記タイミングを決定する決定ステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
前記第１の情報は、
前記ユーザからの入力が描く軌跡の形状、
時間の経過にともなう前記軌跡の変化、または
空間内の複数の位置が前記ユーザからの入力により指定される順序、間隔、もしくは前記順序と前記間隔の組み合わせ
を示し、
前記第２の情報は、
前記ユーザからの入力がなされる入力領域を第１の個数の分割領域に分割する第１のパターンに対応する前記第１の個数のランダムな値、
前記入力領域を第２の個数の分割領域に分割する第２のパターン、または
前記入力領域を第３の個数の分割領域に分割する第３のパターンと前記第３のパターンに対応する前記第３の個数のランダムな値との組み合わせ
を示す
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記第２の送信ステップが前記第１の送信ステップを兼ねており、前記第３の情報が前記更新要求とともに送信される
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項５】
車載装置であって、
ユーザからの入力から得られる第１の情報を記憶する第１の記憶手段と、
第２の情報を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の情報と前記第２の情報を用いて、認証用の第３の情報を生成する第１の生成手段と、
第２の情報の更新を要求する更新要求を生成する第２の生成手段と、
無線通信により前記第３の情報を送信し、前記車載装置を搭載した車両の状態に基づいたタイミングで前記無線通信により前記更新要求を送信する送信手段と、
前記更新要求に応じて前記無線通信により送信される新たな第２の情報を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段が受信した前記新たな第２の情報を前記第２の記憶手段に記憶する
ことを特徴とする車載装置。
【請求項６】
車両に搭載された車載装置から前記車両の位置を示す位置情報を受信する受信手段と、
複数の送信機にそれぞれ対応する複数の範囲のいずれかに前記車両の前記位置が含まれるか否かを、前記位置情報に基づいて判断する判断手段と、
前記車両の前記位置が前記複数の範囲のいずれかに含まれると前記判断手段が判断した場合に、前記複数の送信機のうち前記車両の前記位置を含むと判断された当該範囲に対応する送信機に対して、前記車載装置が認証用情報を生成するのに用いる情報である鍵情報を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は認証用情報の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのサービスにおいて、識別情報とパスワードの組み合わせによる認証が行われている。サービスを提供するシステムによって、パスワードが文字列で表されることもあるし、図形や画像などの文字以外の要素を利用したパスワードが使われることもある。
【０００３】
例えば、あるパスワード方式は、グリッド表示されるディスプレイと、このディスプレイ上に表示された任意のグリッドを位置座標として入力する位置入力手段と、この位置入力手段により入力されたグリッド座標を基準点として記憶する基準位置記憶部を備える。
【０００４】
また、当該パスワード方式は、基準点とされたグリッド座標が入力された後に位置入力手段より入力されたグリッド座標の、基準位置記憶部に記憶された基準点に対する相対座標を計算する相対位置計算部を備える。そして、当該パスワード方式は、この相対位置計算部により計算された相対座標を、位置入力手段により入力されたグリッド座標の入力順序にしたがって、順序列として記憶する読みとり図形一時記憶部を備える。
【０００５】
さらに、当該パスワード方式は、ディスプレイ上に表示されたグリッドの１つを基準点として、この基準点に対するグリッドの相対座標の順序列を予め記憶しておく図形パスワード登録部も備える。そして、当該パスワード方式は、この図形パスワード登録部に記憶された相対座標の順序列と、読みとり図形一時記憶部に記憶された相対座標の順序列とが一致するか否かを判定する照合検索部を備える。
【０００６】
また、ある個人認証システムでは、情報処理システムの使用者が身近な空間をモデル化した格子状の場面に、その身近な空間内に存在するような物体をモデル化した複数の図柄イメージを格子に沿って配置し、その配置の組み合わせ情報を暗証データとする。
【０００７】
そして、パスワード入力操作を簡素化し、誤操作を防ぐための個人認証方法も提案されている。当該個人認証方法では、情報処理システムの使用者の個人認証を行うために、表示装置の表示画面に表示された複数のイメージの中で、使用者に割り当てられた複数のイメージを選択し、選択された複数のイメージが正規か否かを判定することにより個人認証を行う。
【０００８】
具体的には、当該個人認証方法では、複数のイメージが複数のグループに分けられ、複数のグループごとに１つのイメージを選択するためのGraphical User Interface（ＧＵＩ）が表示画面に表示される。そして、ＧＵＩにより選択された複数のイメージの組み合わせがパスワードを示す文字列に変換され、正規か否かが判定される。
【０００９】
また、利用者に複数の表示画像の所定部分を順次指定させ、当該表示画像に対する指定情報を認証用のパスワードとして入力するパスワード入力装置も知られている。当該パスワード入力装置において、画像表示制御部は、利用者によってパスワード入力用の画像として予め選択された標準画像および当該標準画像のように見せかけたダミー画像をタッチパネル部に表示するように制御する。そして、パスワード入力制御部は、標準画像に対する指定情報を認証用のパスワードとして入力し、ダミー画像に対する指定情報を認証用のパスワードとして入力しないように制御する。
【００１０】
以上のように、認証技術に関する観点の１つとして、パスワードを表すのに図形や画像などの文字以外の要素を利用するか否かという点が挙げられる。また、別の観点としては、パスワードを安全に送信する方法が挙げられる。
【００１１】
例えば、セキュリティを高めることを目的としたある通信システムにおいては、第１送受信者と第２送受信者との間が、物理的に離間された第１回線および第２回線で接続される。そして、第１送受信者が乱数を発生して第１回線を用いて第２送受信者に送信し、乱数を受信した第２送受信者は、乱数に対して秘密情報を加工し、第２回線を用いて第１送受信者に秘密情報の加工情報を送信する。すると、第１送受信者は、乱数を基に加工情報を解読する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６０−１７１５６０号公報
【特許文献２】特開２００３−３４５７５７号公報
【特許文献３】特開２００１−２８２７３８号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０３／０７９２０４号公報
【特許文献５】特開２００２−９２４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、近年の情報化社会の進展にともなって、認証をともなうサービスの車載装置を介した提供も広まってゆくと予想される。そして、車載装置を介したサービスの提供において行われる認証では、車載装置ならではの特性が考慮されることが好ましい。
【００１４】
例えば、車載装置を介したサービスの提供においては、認証にかかる時間は短いことが好ましい。また、車載装置を介したサービスは無線通信を利用して提供されるので、セキュリティ強化の対策を取ることが好ましい。
【００１５】
そこで本発明は、車載装置に好適な認証用情報の生成技術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】
【００１６】
一態様によるプログラムは、コンピュータに、第１の記憶ステップ、第１の生成ステップ、第１の送信ステップ、第２の生成ステップ、第２の送信ステップ、受信ステップ、および第２の記憶ステップを実行させる。
【００１７】
前記第１の記憶ステップは、ユーザからの入力から得られる第１の情報を記憶するステップである。また、前記第１の生成ステップは、前記第１の情報と、予め記憶装置に記憶されている第２の情報とを用いて、認証用の第３の情報を生成するステップである。そして、前記第１の送信ステップは、無線通信により前記第３の情報を送信するステップである。
【００１８】
また、前記第２の生成ステップは、前記第２の情報の更新を要求する更新要求を生成するステップであり、前記第２の送信ステップは、前記コンピュータを搭載した車両の状態に基づいたタイミングで前記無線通信により前記更新要求を送信するステップである。
【００１９】
そして、前記受信ステップは、前記更新要求に応じて前記無線通信により送信される新たな第２の情報を受信するステップであり、前記第２の記憶ステップは、受信した前記新たな第２の情報を前記記憶装置に記憶するステップである。
【発明の効果】
【００２０】
上記のプログラムによれば、コンピュータは、第２の記憶ステップで記憶した新たな第２の情報を、再び上記プログラムを実行するときの第１の生成ステップにおいて用いることができる。よって、上記プログラムは、第２の情報の事前の取得を可能とすることで１回の認証にかかる時間を短縮する効果がある。つまり、上記プログラムによれば、第１の情報を得るためのユーザからの入力が行われてから認証が終わるまでにかかる時間が、認証用の第３の情報を生成する直前に第２の情報を取得する場合と比較して、第２の情報の取得にかかる時間の分、短縮される。
【００２１】
また、上記のプログラムによれば、上記のプログラムをコンピュータが再度実行する際には、新たな第２の情報を用いて認証用の第３の情報が生成されるので、生成される第３の情報の内容も異なる。よって、上記のプログラムによれば、いつも同じ内容の第３の情報を送信する場合と比べて高いセキュリティが実現される。
【００２２】
したがって、上記のプログラムによれば、車載装置に好適な仕方で認証情報の生成が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車載装置の構成図である。
【図２】システム構成図である。
【図３】システムが適用される環境の例を示す図である。
【図４】第１実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。
【図５】第１実施形態において、認証サーバが車載装置から情報を受信したときの処理のフローチャートである。
【図６】乱数とエリアの対応づけの例を示す図（その１）である。
【図７】乱数とエリアの対応づけの例を示す図（その２）である。
【図８Ａ】フレームの例を説明する図（その１）である。
【図８Ｂ】フレームの例を説明する図（その２）である。
【図９】第２実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。
【図１０】第２実施形態で認証に成功する場合のタイミングチャートの例である。
【図１１】第３実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。
【図１２】第３実施形態において、認証サーバが車載装置から情報を受信したときの処理のフローチャートである。
【図１３】コンピュータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。説明の順序は次のとおりである。
まず、第１〜３実施形態の共通点について図１〜３を参照して説明する。次に、図４〜５を参照して第１実施形態における装置の動作について説明し、図６〜８Ｂを参照して第１実施形態で使われる情報の具体例を説明する。なお、図示の都合上、図８Ｂには一部、第２〜３実施形態で使われる情報も含まれる。
【００２５】
その後、第１実施形態との違いを中心に、図９〜１０を参照して第２実施形態について説明し、図１１〜１２を参照して第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の点については説明を適宜省略する。最後に、第１〜３実施形態に関連するコンピュータのハードウェア構成について図１３を参照して説明し、第１〜３実施形態に関するいくつかの変形例についても説明する。
【００２６】
さて、図１は車載装置の構成図である。図１の車載装置１００は、自動車に搭載され、例えば何らかのサービスを受けるにあたっての認証のために用いられる端末装置である。車載装置１００は、認証用情報を送信し、認証に成功したか否かの結果を受信する。以下ではまず車載装置１００の用途と動作の概要を説明し、その後で図１を参照しながら車載装置１００の具体的な構成を説明する。
【００２７】
近年ではElectronic Toll Collection（ＥＴＣ）システムやVehicle Information and Communication System（ＶＩＣＳ）など、Intelligent Transport System（ＩＴＳ）サービスの普及が進みつつある。今後も、各種のＩＴＳサービスの利用が広まってゆくと予想され、サービスの種類によってはユーザ認証をともなう。
【００２８】
車載装置１００は、ＩＴＳサービスにおけるユーザ認証に使われる。例えば、警察車両などの緊急車両に対して進路上の信号機を青に設定するサービスや、カーシェアリングにおける課金のために、車載装置１００を介したユーザ認証が利用可能である。
【００２９】
ところで、コンピュータシステムにおけるユーザ認証では、キーボードやテンキーなどから入力される文字によるユーザ名とパスワードの組み合わせが使われることが多い。しかし、ユーザの入力の手間と時間を削減するために、図形的な情報（換言すれば空間的な情報）を利用したパスワードが使われることもある。図形的な情報としては、例えばユーザの手書き署名などが利用可能である。
【００３０】
一般に、セキュリティを高めるためには、他者に類推されにくいパスワードを利用することが有効だが、文字によるパスワードでは、他者に類推されにくいパスワードは得てしてユーザ本人も記憶しにくく、忘れやすい。それに対して、図形的な情報を利用したパスワードは、ユーザ本人にとって覚えやすく、他者には真似しにくい。また、図形的な情報は、例えばタッチスクリーンを介して簡便に入力することができる。
【００３１】
そして、ＩＴＳサービスの受益者たるユーザは、車両の運転者でもあるので、車両の運転以外の操作であるパスワード入力操作などは、なるべく簡便に済ませられることが好ましい。よって、入力の簡便性とパスワードの安全性を両立させるため、車載装置１００では、図形的な情報を利用したパスワードが利用される。
【００３２】
なお、車載装置１００には予め一意なIDentification（ＩＤ）が割り当てられている。以下では当該ＩＤを「車載装置ＩＤ」という。そして、第１〜３実施形態では、車載装置ＩＤが認証対象のアカウントの識別に用いられる。また、車載装置１００が送信する上記「認証用情報」とは、図形的な情報を利用したパスワードに対応する情報であって、パスワードを加工することで得られる。
【００３３】
また、車載装置１００と他の装置（具体的には路側機）との間の通信は、当然ながら無線通信により行われる。そして、無線通信は傍受可能なので、車載装置１００を介したユーザ認証のためには、セキュリティ向上のための工夫を行うことが望ましい。具体的には、ワンタイム・パスワードのように認証のたびに異なる情報を用いる手法が、リプレイ攻撃によるなりすましの防止に役立ち、高いセキュリティ実現のために有効である。
【００３４】
そこで、車載装置１００は、認証のたびに異なる認証用情報を生成することで高いセキュリティを実現する。具体的には、車載装置１００は、認証用情報の生成のたびに異なる情報（以下、説明の便宜上「鍵情報」という）を用いて認証用情報を生成することで、認証のたびに異なる認証用情報が使われるようにする。
【００３５】
ところで、認証用情報の生成のたびに異なる鍵情報を用いるには、２つの方法が考えられる。１つ目の方法は、チャレンジ・レスポンス方式でのワンタイム・パスワードの生成と同様に、認証を行う装置（以下「認証サーバ」という）から車載装置１００が認証のたびに新たな鍵情報を取得する方法である。そして、２つ目の方法は、タイム・シンクロナス方式でのワンタイム・パスワードの生成と同様に、認証サーバと車載装置１００が同期して認証のたびに同じ新たな鍵情報をそれぞれ生成する方法である。
【００３６】
車載装置１００は、具体的には１つ目の方法をとることで、認証用情報の生成のたびに異なる鍵情報を用いることを可能とする。しかし、もし「車載装置１００が認証を要求しようとする段になってから、新たな鍵情報を認証サーバに要求し、認証サーバが要求に応じて新たな鍵情報を送信する」と仮定すれば、ユーザからの入力の受け付けから認証の完了までの時間が長くなるおそれがある。その理由は、車載装置１００が、高速に移動可能な移動体である車両に搭載されており、車載装置１００の無線通信環境が急激に変わることがあるためである。
【００３７】
つまり、上記の仮定のもとでは、認証に際して、新たな鍵情報の要求、新たな鍵情報の通知、新たな鍵情報を用いて生成された認証情報による認証の要求、および認証結果の通知という一連の通信が、車載装置１００と認証サーバとの間で行われる。換言すれば、認証のために２往復の通信が行われる。
【００３８】
しかし、車載装置１００を搭載する車両は、車載装置１００が路側機を介して認証サーバと通信している間にも高速に移動しているかもしれない。すると、通信断が生じ、その結果、通信のリトライが生じるかもしれない。
【００３９】
また、道路上には他の多くの車両が存在するかもしれないので、車載装置１００が路側機を介して認証サーバと通信している最中に、車載装置１００を搭載した車両と路側機の間が他の車両により遮蔽されるかもしれない。すると、やはり通信断が生じ、その結果、通信のリトライが生じるかもしれない。
【００４０】
さらに、「通信環境の悪化を防ぐために、あらゆる道路において通信不可領域が生じないように、大量の路側機を設置する」といった対策は非現実的であり、路側機同士の間はある程度離れている。よって、車載装置１００を搭載している車両自体の走行や他の車両による遮蔽などの影響で通信断が生じた場合、次の路側機と車載装置１００の間で通信のリトライが行われるまでには、ある程度の時間が経過してしまう。
【００４１】
以上のような理由から、車載装置１００と認証サーバの間の通信は、場合によっては時間がかかることがある。つまり、認証に比較的長い時間がかかってしまう可能性がある。他方で、ＩＴＳサービスの中には、車両のエンジンがかけられてすぐにでもサービスを開始することが好ましいものもあり、認証はなるべく短時間で終えることが好ましい。
【００４２】
そこで、車載装置１００は、上記の仮定のように認証を要求しようとする段になってから認証サーバとの間で２往復の通信を行う代わりに、最初の１往復の通信を予め済ませておくことで、認証にかかる時間を短縮する。つまり、車載装置１００は、予め新たな鍵情報を認証サーバに要求し、認証サーバから新たな鍵情報を取得して記憶しておく。そして、車載装置１００は、ユーザから図形的な情報の入力を受け付けて認証を要求するときには、予め記憶しておいた新たな鍵情報（すなわち、認証用情報の生成には未使用の鍵情報）を用いて認証用情報を生成する。
【００４３】
すると、車載装置１００がユーザから入力を受け付けてから認証が完了するまでの間に、車載装置１００と認証サーバとの間で行われる通信は、新たな鍵情報を用いて生成された認証情報による認証の要求と認証結果の通知という１往復の通信のみでよい。よって、上記の仮定のように２往復の通信を行う場合と比べて、車載装置１００は認証にかかる時間を短縮することができる。
【００４４】
また、新たな鍵情報の要求と新たな鍵情報の通知という１往復の通信が行われるタイミングは、当該新たな鍵情報を使って生成される認証用情報による認証より前であれば任意である。しかし、好適なタイミングは、「当該新たな鍵情報を使って生成される認証用情報による認証の前回の認証が完了した直後、『通信品質が良好であろう』という判定が得られ次第」というタイミングか、「前回の認証と同時」というタイミングである。
【００４５】
その理由の１つは、いつ認証が行われるかが予測不能なためであり、もう１つの理由は、車載装置１００の無線通信環境は変動が大きいからである。よって、車載装置１００は、現在の鍵情報を用いて生成した認証用情報による認証が完了した直後、「通信品質が良好であろう」という判定が得られ次第、次の認証のための新たな鍵情報を認証サーバに要求する。あるいは、車載装置１００は、現在の鍵情報を用いて生成した認証用情報による認証と同時に、次の認証のための新たな鍵情報を認証サーバに要求する。
【００４６】
換言すれば、車載装置１００は、現在の鍵情報を使用した直後に、「通信品質が悪そうだ」といった阻害要因さえなければすぐに、次の認証のための新たな鍵情報を認証サーバに要求する。すると、たとえすぐに次の認証を行うことになったとしても、車載装置１００は既に未使用の新たな鍵情報を保持しているので、認証は短時間で完了する。
【００４７】
以上のとおり、車載装置１００は、車両に搭載される装置に適した様々な利点を有する。続いて、図１を参照しながら車載装置１００の具体的構成について説明する。なお、各部の具体的動作については、実施形態ごとにフローチャートを参照して後述する。
【００４８】
図１の車載装置１００は、外部とのインタフェースとして、画面インタフェース部１０１と上位機器インタフェース部１０２を有する。また、車載装置１００は、情報受信処理部１０３と情報送信処理部１０４と格納部１０５と画面エリア判定部１０６と画面乱数処理部１０７と車両状態判定部１０８をさらに有する。そして、車載装置１００は、同じ車両に搭載されている外部センサ１１０と接続されている。
【００４９】
画面インタフェース部１０１は、タッチスクリーンを含むユーザインタフェース装置である。画面インタフェース部１０１は、車載装置１００のユーザからのタッチスクリーンへの入力を受け取り、入力された内容を情報受信処理部１０３へ出力する。つまり、画面インタフェース部１０１は、画面への接触を感知し、接触を感知した画面上の位置を表す情報を情報受信処理部１０３へ出力する。さらに、画面インタフェース部１０１は、画面上に入力プロンプトなどを表示してもよい。なお、ユーザからの入力は、タッチスクリーンの種類に応じて、ユーザの指による入力でもよいし、スタイラスペンなどの装置を介した入力でもよい。
【００５０】
また、以下ではタッチスクリーンを単に「画面」ということがある。そして、以下では説明の便宜上、画面インタフェース部１０１が接触を感知した位置を表す情報とは、具体的には画面上の位置を表す２次元座標であるものとする。
【００５１】
上位機器インタフェース部１０２は、無線通信インタフェース装置であり、アナログ・ディジタル変換、変復調、符号化・復号化などの各種処理を行う回路や、アンテナなどのハードウェアを含む。なお、「上位機器」とは、具体的には、図２を参照して後述する路側機２０１、認証サーバ２０２および交通管制サーバ２０３のことである。
【００５２】
上位機器インタフェース部１０２は、無線フレームを受信し、無線フレームにおいて暗号化されているペイロードの復号などの処理を適宜行い、受信した無線フレームのデータ（例えばヘッダと復号されたペイロードの内容）を情報受信処理部１０３に出力する。また、上位機器インタフェース部１０２は、情報送信処理部１０４から出力されるデータに対して、無線フレームのヘッダの設定、ペイロードの暗号化、同期用プリアンブルの追加などの処理を行うことで無線フレームを生成し、生成した無線フレームを送信する。
【００５３】
なお、上位機器インタフェース部１０２が無線通信に用いる無線通信プロトコルは実施形態に応じて任意である。例えば、Institute of Electrical and Electronics Engineers（ＩＥＥＥ）８０２．１１ｐ規格にしたがって無線通信が行われてもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ規格は、Wireless Access in Vehicular Environments（ＷＡＶＥ）方式と呼ばれる無線Local Area Network（ＬＡＮ）規格である。また、記載の簡略化のため、以下では「無線フレーム」を単に「フレーム」という。
【００５４】
情報受信処理部１０３は、画面インタフェース部１０１または上位機器インタフェース部１０２から出力される情報を受け取り、情報の種類に応じて、受け取った情報を格納部１０５に格納するか、または画面エリア判定部１０６に出力する。また、詳しくは図４とともに説明するが、情報受信処理部１０３は、上位機器インタフェース部１０２を介したフレームの受信をトリガとして検出し、トリガの検出を情報送信処理部１０４に通知することがある。
【００５５】
他方、情報送信処理部１０４は、画面インタフェース部１０１に対して、画面に出力する情報を指示する。また、情報送信処理部１０４は、上位機器インタフェース部１０２に対して、上位機器インタフェース部１０２から送信するフレームに含める情報を指示する。情報送信処理部１０４は、上記のような指示を、情報受信処理部１０３、画面乱数処理部１０７または車両状態判定部１０８からの入力に応じて行う。
【００５６】
格納部１０５は、情報を格納するための不揮発性の記憶装置を含む。例えば、ハードディスク装置や、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリ装置などが、格納部１０５として利用可能である。
【００５７】
なお、格納部１０５として使われる記憶装置は、耐タンパ性を備えたものでもよい。また、格納部１０５は、不揮発性の記憶装置に格納された情報を一時的に格納するための、Random Access Memory（ＲＡＭ）などの揮発性の記憶装置をさらに含んでもよい。
【００５８】
詳しくは後述するが、格納部１０５は、画面をメッシュ状に複数のエリアに細分化する仕方を規定する細分化エリア情報と、複数のエリアにそれぞれランダムな値を対応づける乱数情報を格納する。なお、細分化エリア情報は、予め固定的に決められた情報でもよいし、更新可能な可変の情報でもよい。
【００５９】
乱数情報と細分化エリア情報は、認証用情報の生成のために使われる情報である。すなわち、上記の鍵情報とは、具体的には乱数情報と細分化エリア情報を含む情報である。
乱数情報は、上位機器インタフェース部１０２において受信されるフレームに含まれ、上位機器インタフェース部１０２から情報受信処理部１０３に出力され、情報受信処理部１０３によって格納部１０５に書き込まれる。そして、乱数情報は画面乱数処理部１０７により読み出される。
【００６０】
固定的な場合の細分化エリア情報は、予め格納部１０５に格納される。他方、可変な場合の細分化エリア情報は、上位機器インタフェース部１０２において受信されるフレームに含まれ、上位機器インタフェース部１０２から情報受信処理部１０３に出力され、情報受信処理部１０３によって格納部１０５に書き込まれる。そして、固定的であるにしろ可変であるにしろ、細分化エリア情報は、画面エリア判定部１０６により読み出される。
【００６１】
さらに、格納部１０５は、信号機の位置などを表す地図情報も格納する。地図情報は、予め用意されて格納部１０５に格納され、車両状態判定部１０８により参照される。
画面エリア判定部１０６は、画面インタフェース部１０１を介して入力される図形を描く軌跡が、画面（厳密には、画面内においてユーザからの入力を受け付ける入力領域）を細分化する複数のエリアのうち、どのエリアを通るのかを判定する。あるいは、実施形態によっては、画面エリア判定部１０６は、画面インタフェース部１０１を介して順次指定される複数の位置のそれぞれが、複数のエリアのうちどのエリアにあるのかを判定してもよい。画面エリア判定部１０６は、細分化エリア情報を参照して上記のような判定を行う。
【００６２】
また、画面エリア判定部１０６は、時間の経過と入力の進行との間の関係をさらに判定してもよい。時間の経過と入力の進行との間の関係としては、例えば、時間の経過にともなう軌跡の変化が利用可能であり、具体的にはエリアの通過順や各エリアの通過にかかる時間により表すことができる。あるいは、時間の経過と入力の進行との間の関係は、画面上の複数の位置が指定される順序、間隔、または順序と間隔の組み合わせにより表すこともできる。
【００６３】
画面乱数処理部１０７は、画面エリア判定部１０６による判定結果と、格納部１０５に格納されている乱数情報とを用いて、車載装置１００のユーザの認証に使うための認証用情報を生成する。そして、画面乱数処理部１０７は、生成した認証用情報を情報送信処理部１０４に出力する。
【００６４】
車両状態判定部１０８は、車載装置１００と接続された外部センサ１１０からの入力と格納部１０５に格納された地図情報に基づいて、車載装置１００が搭載されている車両の状態を判定する。そして、車両状態判定部１０８は、上位機器インタフェース部１０２からの送信のタイミングを車両の状態に応じて制御するためのタイミング制御情報を情報送信処理部１０４に出力する。
【００６５】
なお、車両状態判定部１０８は、第３実施形態では省略されてもよい。また、外部センサ１１０は、第１〜２実施形態では、具体的には、車速センサと位置センサを含む。第３実施形態では、外部センサ１１０は、なくてもよいし、車速センサと位置センサの一方のみを含んでもよいし、車速センサと位置センサの双方を含んでもよい。
【００６６】
位置センサとしては、具体的には、Global Positioning System（ＧＰＳ）受信機や、ＧＰＳ受信機とその他のセンサ（例えばジャイロセンサや加速度センサ）を含むカーナビゲーション装置などが利用可能である。
【００６７】
車速センサからの車両状態判定部１０８への入力は、例えば車速パルスでもよいし、車速パルスから計算された車速を示す数値でもよい。また、位置センサから車両状態判定部１０８への入力は、例えば、車載装置１００が搭載された車両が位置する緯度と経度を表す測位情報でもよい。車両状態判定部１０８は、車速と車両の位置と地図情報を用いて車両の状態を判定する。なお、外部センサ１１０または車両状態判定部１０８は、マップマッチングなどの手法を用いて、車両の位置を示す情報を補正してもよい。
【００６８】
図２はシステム構成図である。図２に示すシステム２００は、複数の車載装置１００ａ〜１００ｃ、複数の路側機２０１ａ〜２０１ｃ、認証サーバ２０２、および交通管制サーバ２０３を含む。また、システム２００において、路側機２０１ａ〜２０１ｃと認証サーバ２０２と交通管制サーバ２０３は、ネットワーク２０４に接続されている。
【００６９】
なお、本実施形態において複数の路側機２０１ａ〜２０１ｃは互いに同様の構成を有するので、以下の説明において路側機一般について述べるときは、「２０１」という参照符号を使う。また、図２の複数の車載装置１００ａ〜１００ｃは図１の車載装置１００と同様の構成を有するので、以下の説明において車載装置一般について述べるときは、図１に示した「１００」という参照符号を使う。
【００７０】
路側機２０１は、道路の近傍に設置される中継装置である。なお、「道路の近傍」には路面上空の空間を含むものとする。路側機２０１は車載装置１００との間で無線通信を行うことで、車載装置１００と認証サーバ２０２の間または車載装置１００と交通管制サーバ２０３の間の通信を中継する。
【００７１】
認証サーバ２０２は、車載装置１００からいずれかの路側機２０１を介して送信された認証用情報を、ネットワーク２０４を介して受信し、受信した認証用情報を用いて車載装置１００の認証を行う。そして、認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４と路側機２０１を介して、認証結果を車載装置１００に送信する。さらに、認証に成功した場合は、認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４を介して交通管制サーバ２０３にも認証結果を送信する。
【００７２】
また、認証サーバ２０２は、鍵情報の更新を要求する鍵情報更新要求を、路側機２０１とネットワーク２０４を介して、車載装置１００から受信する。そして、認証サーバ２０２は、新たな鍵情報を生成し、ネットワーク２０４と路側機２０１を介して、新たな鍵情報を車載装置１００に送信する。
【００７３】
交通管制サーバ２０３は、認証サーバ２０２から通知された認証結果を利用して、車載装置１００に各種サービスを提供する。例えば、車載装置１００が搭載されている車両が救急車、消防車、警察車両などの緊急車両である場合、認証サーバ２０２による認証が成功すると、交通管制サーバ２０３は車載装置１００に対して、進路上の信号機を青にするといったサービスを提供してもよい。あるいは、交通管制サーバ２０３は、緊急車両に搭載された車載装置１００に対して「この経路上の信号機は青に設定してあるのでこの経路を通るとよい」と経路を指定する情報を提供してもよい。
【００７４】
ネットワーク２０４は、例えば、ＬＡＮ、Wide Area Network（ＷＡＮ）、インターネット、またはそれらの任意の組み合わせである。また、ネットワーク２０４は有線ネットワークでもよいし、一部に無線通信路を含むネットワークであってもよい。
【００７５】
また、第１〜３実施形態において、ネットワーク２０４はInternet Protocol（ＩＰ）ネットワークである。また、上記のとおり、上位機器インタフェース部１０２が無線通信に用いる無線通信プロトコルは実施形態に応じて任意である。
【００７６】
よって、中継装置である路側機２０１は、車載装置１００からフレームを受信した場合は、フレームから適宜のフィールドのデータを取り出し、取り出したデータをペイロードに含むＩＰパケットを生成する。例えば、路側機２０１は、車載装置１００から受信したフレームのヘッダとペイロードの全体をカプセル化してＩＰパケットのペイロードに含めてもよい。そして、路側機２０１は、生成したＩＰパケットを、ネットワーク２０４を介して認証サーバ２０２または交通管制サーバ２０３に送信する。
【００７７】
なお、車載装置１００と路側機２０１の間の通信は暗号化される。そこで、路側機２０１は、車載装置１００から受信したフレーム（すなわち暗号化されたペイロードを含むフレーム）の適宜の範囲（例えばヘッダとペイロードの全体）をそのままカプセル化したＩＰパケットを生成してもよい。あるいは、路側機２０１は、車載装置１００から受信した暗号化フレームを一旦復号して適宜のフィールドのデータを取り出し、取り出したデータを再度暗号化してＩＰパケットのペイロードに含めてもよい。
【００７８】
なお、ＩＰパケットの生成にあたり、路側機２０１は、フレームの種別を示す種別情報をＩＰパケットに設定する。路側機２０１は、車載装置１００から受信したフレーム内にもともと含まれているフィールドを、そのまま種別情報として利用してＩＰパケットに含めてもよい。
【００７９】
また、路側機２０１は、自らのＩＰアドレスを送信元ＩＰアドレスとして設定する。また、路側機２０１は、車載装置１００から受信したフレームの種別に応じて宛先を認証サーバ２０２または交通管制サーバ２０３と決め、決めた宛先のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして設定する。
【００８０】
逆に、路側機２０１は、認証サーバ２０２または交通管制サーバ２０３からネットワーク２０４を介してＩＰパケットを受信した場合は、ＩＰパケットのペイロードから適宜のデータを取り出し、取り出したデータを使ってフレームを生成して送信する。
【００８１】
なお、ＩＰパケットのペイロードも適宜暗号化されている。例えば、認証サーバ２０２または交通管制サーバ２０３から路側機２０１へ送信されるＩＰパケットには、路側機２０１が送信する無線フレームで使われるヘッダと、同じく無線フレームで使われる暗号化されたペイロードがカプセル化されていてもよい。その場合、路側機２０１は、ＩＰパケットのペイロードにカプセル化されているデータを取り出し、無線通信の同期用プリアンブルを付加することでフレームを生成することができる。あるいは、路側機２０１は、受信したＩＰパケットにおいて暗号化されているデータを一旦復号し、復号したデータを再度暗号化してフレームのペイロードに設定してもよい。
【００８２】
以上のように、路側機２０１における中継時に、中継されるデータの形式は変更され、必要に応じてヘッダの設定などが行われる。しかし、中継されるデータの内容自体は変わらない。よって、以下では形式の違いに取り立てて注目する場合以外は、「認証要求」のようなデータの内容を示す名前によってデータを名指すこととし、形式の違いを明示的に示す場合に「認証要求のフレーム」のように表現することにする。また、車載装置１００における暗号化と復号の処理と、路側機２０１において実施形態に応じて行われることがある復号と再暗号化の処理については、以下では説明の簡略化のため特に明記しないこともある。
【００８３】
なお、図２において、車載装置１００ａの矩形と路側機２０１ａの矩形の間の直線は、車載装置１００ａと路側機２０１ａの間の無線通信路を示す。しかし、車載装置１００ａは車両の走行にともなって移動し、路側機２０１ａは路側に固定的に設置されているので、車載装置１００ａと路側機２０１ａの間の無線通信路は恒久的なものではない。つまり、車載装置１００ａと路側機２０１ａの間の無線通信路は、路側機２０１ａと無線通信可能な位置に車載装置１００ａが存在する間だけ一時的に確立されるものである。
【００８４】
同様に、図２に示した車載装置１００ｂと路側機２０１ｂの間の無線通信路も、一時的に確立されるものであり、車載装置１００ｃと路側機２０１ｃの間の無線通信路も、一時的に確立されるものである。このように、システム２００内においてどの車載装置１００とどの路側機２０１の間に無線通信路が存在するかは、時々刻々と動的に変化する。
【００８５】
さて、図３は、システムが適用される環境の例を示す図である。図３には、紙面縦方向に延びる道路３０１ａ〜３０１ｂと紙面横方向に延びる道路３０１ｃ〜３０１ｇが図示されている。
【００８６】
道路３０１ａと３０１ｃは交差点３０２ａにおいて丁字路をなしており、道路３０１ａと３０１ｄは交差点３０２ｂにおいて丁字路をなしている。また、道路３０１ａと３０１ｅは交差点３０２ｃで十字路をなしており、道路３０１ｅと３０１ｂは交差点３０２ｄで丁字路をなしている。そして、道路３０１ａと３０１ｆは交差点３０２ｅで丁字路をなしており、道路３０１ａと３０１ｇは交差点３０２ｆで十字路をなしている。
【００８７】
また、交差点３０２ａには、道路３０１ｃ上に設置された信号機３０３ａと道路３０１ａ上に設置された信号機３０３ｂがある。そして、信号機３０３ｂには路側機２０１ｂが取り付けられている。さらに、交差点３０２ｂには、道路３０１ａ上に設置された信号機３０３ｃがあり、信号機３０３ｃには路側機２０１ｃが取り付けられている。
【００８８】
そして、道路３０１ｅ上には、交差点３０２ｃのところに信号機３０３ｄが、交差点３０２ｄのところに信号機３０３ｅが、それぞれ設置されている。また、交差点３０２ｃには、道路３０１ａ上に設置された信号機３０３ｆもある。しかし、これらの信号機３０３ｄ、３０３ｅおよび３０３ｆには、路側機２０１は取り付けられていない。
【００８９】
また、交差点３０２ｄには、道路３０１ｂ上に設置された信号機３０３ｇもある。信号機３０３ｇには路側機２０１ｇが取り付けられている。
そして、交差点３０２ｅには、道路３０１ｆ上に設置された信号機３０３ｈと道路３０１ａ上に設置された信号機３０３ｉがある。なお、信号機３０３ｈには路側機２０１ｈが取り付けられているが、信号機３０３ｉには路側機２０１は取り付けられていない。
【００９０】
また、交差点３０２ｆには、道路３０１ｇ上に設置された信号機３０３ｊと道路３０１ａ上に設置された信号機３０３ｋがある。信号機３０３ｋには路側機２０１ｋが取り付けられているが信号機３０３ｊには路側機２０１は取り付けられていない。
【００９１】
以上例示したように、路側機２０１は、例えば信号機に取り付けられてもよいが、すべての信号機に必ず路側機２０１が取り付けられているわけではない。また、路側機２０１は、信号機に取り付けられるのでなくてもよく、例えば歩道上に設置されてもよいし、道路沿いの建物の壁面などに設置されてもよい。
【００９２】
また、図３には、道路３０１ｄ沿いに存在する駐車場３０４と、駐車場３０４に駐車中の車両３０５も図示してある。以下では特に断らない限り、図１の車載装置１００が車両３０５に搭載されている場合を例にして説明する。
【００９３】
以上、図１〜３を参照して第１〜３実施形態の共通点について説明したので、続いて、第１〜３実施形態についてそれぞれ具体的に説明する。
図４は、第１実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。図４の処理は、車載装置１００に電源が入れられると開始される。なお、車載装置１００は、車載装置１００が搭載される車両３０５のエンジンがかけられると自動的に電源が入れられるように設定されていてもよい。
【００９４】
さて、ステップＳ１０１で情報受信処理部１０３は、画面インタフェース部１０１を介した図形の入力を受け付ける。ステップＳ１０１で受け付けられる図形は、予めユーザごとに決められて認証サーバ２０２に登録された図形である。例えば、ユーザの手書き署名などがステップＳ１０１での図形として好適だが、署名以外の図形ももちろん利用可能である。また、第１実施形態では、説明の簡単化のため、ユーザと車載装置１００が１対１に対応し、車載装置ＩＤによりユーザが識別されるものとする。
【００９５】
具体的には、画面インタフェース部１０１は、画面上で接触を感知すると、接触を感知した位置の２次元座標を情報受信処理部１０３に出力する。すると、情報受信処理部１０３は、画面インタフェース部１０１から出力された２次元座標と、２次元座標が画面インタフェース部１０１から情報受信処理部１０３に入力されたタイミングの組み合わせから軌跡情報を生成する。軌跡情報は、時間の経過とともに入力がどのような軌跡を描いていくのかを示す情報である。情報受信処理部１０３は、軌跡情報を画面エリア判定部１０６に出力する。
【００９６】
つまり、ステップＳ１０１は、ユーザからの入力から得られる軌跡情報を、画面エリア判定部１０６の一部としてのＲＡＭに記憶するステップである。そして、画面エリア判定部１０６が軌跡情報を受け取ってＲＡＭに記憶すると、処理はステップＳ１０１からＳ１０２へ移行する。
【００９７】
なお、ステップＳ１０１における入力の完了は、ユーザから明示的に指示されてもよいし、暗黙的な状況の変化に応じて情報受信処理部１０３が自動的に判断してもよい。
例えば、情報送信処理部１０４は、終了ボタンを画面上に表示するよう画面インタフェース部１０１に指示してもよい。そして、情報受信処理部１０３は、画面インタフェース部１０１から入力された２次元座標が終了ボタンの範囲内に含まれるか否かを判断してもよい。この場合、情報受信処理部１０３は、入力された２次元座標が終了ボタンの範囲内に含まれれば、「ステップＳ１０１における入力が完了した」と判断することができる。
【００９８】
あるいは、情報受信処理部１０３は、画面インタフェース部１０１からの２次元座標の入力が一旦始まった後、所定の時間以上にわたって２次元座標の入力が途切れたとき、「ステップＳ１０１における入力が完了した」と判断してもよい。入力される図形は必ずしも一筆書きが可能な図形とは限らないので、図形の入力の途中で画面インタフェース部１０１からの２次元座標の入力が途切れることもある。しかし、例えば２秒間などの所定の時間以上の中断が生じれば、情報受信処理部１０３は、「図形の入力の途中でスタイラスペン（あるいは指）が一時的に画面から離れたのではなく、図形の入力が終了した」と判断してもよい。
【００９９】
いずれにせよ、情報受信処理部１０３は上記のようにして図形の入力の完了を検知することができる。よって、情報受信処理部１０３は、入力の完了を検知した段階で軌跡情報を完成させ、完成させた軌跡情報を画面エリア判定部１０６に出力することができる。
【０１００】
そして、ステップＳ１０２では、以上のようにして入力された図形から得られる軌跡情報と、格納部１０５に予め記憶されている鍵情報とを使って、車載装置１００が認証用情報を生成する。
【０１０１】
なお、上記のとおり、第１実施形態において鍵情報は細分化エリア情報と乱数情報を含む。認証用情報の生成は、具体的には以下のようにして行われる。まず、画面エリア判定部１０６が、細分化エリア情報と軌跡情報に基づいて、下記（ａ１）、（ａ２）、または（ａ１）と（ａ２）の双方を判定する。
【０１０２】
（ａ１）入力された軌跡を描いて移動する点が、細分化エリア情報により規定される複数のエリアのうち、どのエリアをどういう順序で通過していったか。
（ａ２）入力された軌跡を描いて移動する点が、細分化エリア情報により規定される各エリアを通過するのにかかった時間。
【０１０３】
なお、（ａ１）は入力された軌跡が描く形状と書き順（描き順）を表し、（ａ２）はユーザの入力スピードとユーザの入力癖を表す。例えば、入力する図形として手書きの署名が登録されているユーザの場合、ユーザ本人が書きなれた自分の署名を入力する時間と、悪意のある他人が真似をしながら慎重に当該ユーザの署名を入力する時間とでは差がある。よって、（ａ２）の時間は、ユーザ認証に利用するのに好適な情報である。
【０１０４】
そして、画面エリア判定部１０６は、判定結果を画面乱数処理部１０７に出力する。すると、画面乱数処理部１０７は、格納部１０５から乱数情報を読み出し、画面エリア判定部１０６による判定結果と乱数情報から、認証用情報を作成する。あるいは、画面乱数処理部１０７は、乱数情報を使わずに画面エリア判定部１０６による判定結果から、認証用情報を作成してもよい。いずれにせよ、ステップＳ１０２では画面エリア判定部１０６と画面乱数処理部１０７が協働して、軌跡情報と鍵情報を用いて認証用情報を生成する第１の生成手段として機能する。
【０１０５】
認証用情報の作成のためのアルゴリズムは任意である。ここで、認証用情報の作成のためのアルゴリズムについて説明するため、以下の（ｂ１）〜（ｂ４）のような記法を導入することにする。
【０１０６】
（ｂ１）細分化エリア情報により規定される複数のエリアを、ａｒｅａ１，ａｒｅａ２，……，ａｒｅａｎとする（ｎ＞１）。細分化エリア情報は、画面においてユーザからの入力がなされる入力領域をｎ個の分割領域（つまりｎ個のエリア）に分割するパターンを表す情報であれば、形式は任意である。
【０１０７】
例えば、各エリアが矩形の場合は、細分化エリア情報は、各エリアａｒｅａｊ（１≦ｊ≦ｎ）についての、上端、下端、左端および右端の座標の組により表されていてもよい。あるいは、「画面を水平方向に何等分し、垂直方向に何等分するか」という分割の数によって細分化エリア情報が表されていてもよい。
【０１０８】
あるいは、画面を何行・何列に細分化するかということが固定的に決められていてもよい。その場合、細分化エリア情報は、各行の高さと各列の幅を指定する情報であってもよい。すると、行ごとに高さが異なっていたり、列ごとに幅が異なっていたりする細分化の仕方を細分化エリア情報により規定することができる。もちろん、行の高さと列の幅の一方のみが可変という実施形態も可能である。
【０１０９】
さらに、エリアの形状は実施形態に応じて任意であり、エリアは例えば三角形や六画形でもよい。また、細分化エリア情報において各エリアは、頂点の座標により表されてもよいし、重心の座標と大きさにより表されてもよい。
【０１１０】
（ｂ２）乱数情報において、エリアａｒｅａｊに対応づけられているランダムな値をｒａｎｄｊとする（１≦ｊ≦ｎ）。ランダムな値ｒａｎｄｊは、数値でもよいし、文字列でもよい。乱数情報は、画面においてユーザからの入力がなされる入力領域をｎ個の分割領域に分割するパターンに対応するｎ個のランダムな値を表現することができる情報であれば、どのような形式でもよい。
【０１１１】
例えば、エリアａｒｅａｊとランダムな値ｒａｎｄｊは、ランダムな値ｒａｎｄｊの乱数情報内での順序を介して対応づけられていてもよい。例えば、エリアａｒｅａｊの頂点の座標の組によりエリアａｒｅａｊを定義する情報が細分化エリア情報内でｊ番目にあり、ランダムな値ｒａｎｄｊが乱数情報内で同じくｊ番目にあるのでもよい。
【０１１２】
または、エリアａｒｅａｊとランダムな値ｒａｎｄｊは、エリアａｒｅａｊに割り当てられるＩＤを介して対応づけられていてもよい。例えば、細分化エリア情報においてはエリアａｒｅａｊを定義する座標などの情報がエリアａｒｅａｊのＩＤと対応づけられており、乱数情報においてはランダムな値ｒａｎｄｊがエリアａｒｅａｊのＩＤと対応づけられていてもよい。
【０１１３】
（ｂ３）入力された軌跡は、重複も含めて延べｍ個のエリアを通過したとする。このとき、入力された軌跡を描いて移動する点がｋ番目（１≦ｋ≦ｍ）に通過したエリアをａｒｅａｔ（ｋ）とする。
【０１１４】
この表記によれば、細分化エリア情報と軌跡情報に基づいて得られる上記（ａ１）の判定結果は、〈ａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）〉というエリアの並びとして表すことができる。なお、エリアａｒｅａｔ（ｋ）に対応づけられているランダムな値は、上記（ｂ２）より、ｒａｎｄｔ（ｋ）と表記することができる。
【０１１５】
（ｂ４）入力された軌跡を描いて移動する点が、ｋ番目のエリアａｒｅａｔ（ｋ）を通過するのにかかった時間をｐａｓｓｔ（ｋ）とする。
この表記によれば、細分化エリア情報と軌跡情報に基づいて得られる上記（ａ２）の判定結果は、〈ｐａｓｓｔ（１），ｐａｓｓｔ（２），……，ｐａｓｓｔ（ｍ）〉という時間の並びとして表すことができる。
【０１１６】
さてここで、認証用情報をαと記すことにして、以上の（ｂ１）〜（ｂ４）の記法を用いて説明すると、ステップＳ１０２において画面乱数処理部１０７は、実施形態に応じて下記の式（１）〜（３）のいずれかにしたがって認証用情報αを生成する。
α＝ｆＡ（ｒａｎｄｔ（１），……，ｒａｎｄｔ（ｍ））            （１）
α＝ｆＢ（ｐａｓｓｔ（１），……，ｐａｓｓｔ（ｍ））            （２）
α＝ｆＣ（ｒａｎｄｔ（１），ｐａｓｓｔ（１），……，
ｒａｎｄｔ（ｍ），ｐａｓｓｔ（ｍ））                  （３）
【０１１７】
式（１）の関数ｆＡと式（２）のｆＢはいずれも、例えば、ｍ個の引数を文字列としてそのまま連結する関数でもよいし、所定のデリミタで区切りながらｍ個の引数を文字列として連結する関数でもよい。あるいは、関数ｆＡとｆＢは、ｍ個の各引数を所定の関数ｇで変換した結果を、文字列としてそのまま（あるいは所定のデリミタで区切りながら）連結する関数でもよい。なお、関数ｇには逆関数ｇ−１が存在するものとする。
【０１１８】
また、関数ｆＡとｆＢはいずれも、所定の規則にしたがってｍ個の引数の順序を入れ換えてから、上記いずれかの連結を行う関数でもよい。所定の規則による順序の入れ換えは、逆変換が存在する変換であれば任意であり、例えば、「順序を逆にする」、「最初から２個ずつ組にして組の中で順序を逆にする」などの入れ換えが利用可能である。
【０１１９】
同様に、式（３）の関数ｆＣは、２ｍ個の引数を、文字列としてそのまま（あるいは所定のデリミタで区切りながら）連結する関数でもよい。あるいは、関数ｆＣは、奇数番目の各引数を所定の関数ｇＡで変換してから連結を行う関数であってもよいし、偶数番目の各引数を所定の関数ｇＢで変換してから連結を行う関数であってもよい。なお、関数ｇＡとｇＢにはそれぞれ逆関数ｇＡ−１とｇＢ−１が存在するものとする。また、関数ｆＣは、所定の規則にしたがって２ｍ個の引数の順序を入れ換えてから、上記いずれかの連結を行う関数でもよい。
【０１２０】
また、関数ｆＡ、ｆＢおよびｆＣは、認証用情報αから元の引数を一意に求めることができるように定義される。デリミタを使うことにより、あるいは各引数（もしくは引数を関数ｇなどによって変換した結果）を固定長の文字列とすることにより、認証用情報αから元の引数を一意に求めることができるように関数ｆＡ、ｆＢおよびｆＣを定義することが可能である。
【０１２１】
さて、画面乱数処理部１０７は、ステップＳ１０２において以上のようにして式（１）〜（３）のいずれかにしたがって認証用情報αを生成すると、生成した認証用情報αを情報送信処理部１０４に出力する。
【０１２２】
すると、次のステップＳ１０３で情報送信処理部１０４は、認証用情報と車載装置１００自身の車載装置ＩＤを含む認証要求のフレーム用のデータ（例えばヘッダと、暗号化する前のペイロードのデータ）を生成する。そして、情報送信処理部１０４は、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力し、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じる。
【０１２３】
すると、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって、ペイロードを暗号化したりフレームの先頭にプリアンブルを付加したりする適宜の処理を行い、認証要求のフレームを生成する。そして、上位機器インタフェース部１０２は認証要求のフレームを送信する。
【０１２４】
また、情報送信処理部１０４は、タイマをタイムアウト検出用の所定の時間に設定する。なお、認証要求の再送に備えて、情報送信処理部１０４は、認証用情報か、または生成した認証要求のフレーム用のデータを保持する。
【０１２５】
なお、車載装置１００のユーザである運転者は、ステップＳ１０１における図形の入力を行った後は運転に専念していてよい。例えば、図３のように駐車場３０４に駐車されている車両３０５にエンジンがかけられ、車載装置１００に電源が入れられたとすると、ステップＳ１０３の時点で車両３０５は、まだ駐車場３０４内で停止したままかもしれないし、既に走り出しているかもしれない。
【０１２６】
続いて、ステップＳ１０４で情報送信処理部１０４は、後続の処理を行うためのトリガとなるイベントの発生を待つ。そして、トリガとなるイベントが発生すると、処理はステップＳ１０５に移行する。本実施形態ではステップＳ１０４でトリガとなるイベントには、認証通知の受信と、拒否通知の受信と、タイムアウトの３種類があり、具体的には以下のようにして検出される。
【０１２７】
ステップＳ１０３で上位機器インタフェース部１０２から送信された認証要求のフレームは、車載装置１００と路側機２０１との間の通信品質が良好であれば、路側機２０１に受信される。そして、認証要求は、路側機２０１からネットワーク２０４を介して、認証サーバ２０２に送信され、認証サーバ２０２に到達する。
【０１２８】
例えば、駐車場３０４を出た車両３０５が信号機３０３ｃ付近で徐行あるいは停止しているときにステップＳ１０３が実行されるとする。この場合、大型車両などの遮蔽物によって車両３０５と路側機２０１ｃとの間が遮られていなければ、上位機器インタフェース部１０２と、信号機３０３ｃに取り付けられた路側機２０１ｃとの間の通信品質は良好であることが多い。
【０１２９】
上位機器インタフェース部１０２と路側機２０１ｃとの間の通信品質が良好なとき、認証要求のフレームは、路側機２０１ｃにおいて成功裡に受信される。すると、認証要求は路側機２０１ｃにより中継され、ネットワーク２０４を介して認証サーバ２０２に送信される。
【０１３０】
そして、認証要求が認証サーバ２０２に到達すると、詳しくは図５とともに後述するように、認証サーバ２０２は認証要求に含まれる認証用情報と車載装置ＩＤに基づいて認証処理を行う。
【０１３１】
認証サーバ２０２は、認証処理の結果、認証用情報が正当な情報か不正な情報かを判断する。そして、認証用情報が正当な情報であると判断した場合、認証サーバ２０２は認証通知を送信する。他方、認証用情報が不正な情報であると判断した場合、認証サーバ２０２は拒否通知を送信する。そして、認証通知または拒否通知は、ネットワーク２０４と路側機２０１を介して車載装置１００に到達し、上位機器インタフェース部１０２において受信される。
【０１３２】
例えば、上記のように路側機２０１ｃを介して認証要求が送信された場合、車両３０５は認証要求の送信後にもまだ路側機２０１ｃの付近に位置しているかもしれないし、既に路側機２０１ｃから離れているかもしれない。そこで、詳しくは図５とともに後述するように、認証サーバ２０２は、路側機２０１ｃだけでなく、路側機２０１ｃから所定の範囲内にある他の路側機２０１（例えば路側機２０１ｂなど）にも宛てて、認証通知または拒否通知を送信する。
【０１３３】
そして、認証サーバ２０２から認証通知または拒否通知を受信した路側機２０１ｃや路側機２０１ｂなどは、所定の長さの期間にわたり、認証通知または拒否通知のフレームの送信を適宜の間隔で繰り返す。
【０１３４】
例えば、上記の「所定の範囲」を規定する距離あるいは道のりを、適宜に想定された平均的な車速で移動するのにかかる時間が、３０秒であるとする。すると、上記「所定の長さ」とは、３０秒間でもよいし、３０秒に適宜のマージンを加えた長さでもよい。また、上記「適宜の間隔」とは、例えば、１台の路側機２０１の通信可能範囲を、上記の適宜に想定された平均的な車速で端から端まで移動するのにかかる時間よりも短い時間である。
【０１３５】
よって、認証サーバ２０２が宛先に路側機２０１を適切に選択し、かつ上記の期間と間隔が適切に設定されていれば、車載装置１００の上位機器インタフェース部１０２は、認証通知または拒否通知のフレームを受信することができる。例えば、上位機器インタフェース部１０２は、車両３０５が信号機３０３ｂの付近で停止したとき、あるいは信号機３０３ｂの付近を通過するときに、路側機２０１ｂから認証通知または拒否通知のフレームを受信するかもしれない。
【０１３６】
すると、上位機器インタフェース部１０２は、受信した認証通知または拒否通知のフレームに対して、例えば同期用のプリアンブルを除いたり、ペイロードにおいて暗号化されている部分を復号したりする処理を行う。そして、上位機器インタフェース部１０２は、認証通知または拒否通知のフレームの処理後のデータを情報受信処理部１０３に出力する。
【０１３７】
また、情報受信処理部１０３は、上位機器インタフェース部１０２からのデータの入力を、認証通知または拒否通知の受信というトリガの発生として検出し、トリガの検出を情報送信処理部１０４に通知する。すると、情報送信処理部１０４は、ステップＳ１０３で設定したタイマを無効化し、再送用に保持していた認証用情報または認証要求のフレーム用のデータを破棄する。
【０１３８】
なお、タイマに設定される上記所定の時間は、ネットワーク２０４の構成、認証サーバ２０２のスループット、もしくは路側機２０１の設置間隔などに応じて適切に決められているものとする。ネットワーク２０４の構成と認証サーバ２０２のスループットは、認証のためのラウンドトリップタイムに影響する。
【０１３９】
また、例えば、認証サーバ２０２が宛先の路側機２０１を決めるのに用いる上記の「所定の範囲」を規定する距離あるいは道のりは、路側機２０１の設置間隔を考慮して決められてもよい。そして、上記の「所定の範囲」を規定する距離あるいは道のりを、適宜に想定された平均的な車速で移動するのにかかる時間が、例えば３０秒であるとする。すると、タイマに設定されるのに適切な時間は、３０秒以上の時間である。つまり、タイマに設定されるのに適切な時間は、路側機２０１の設置間隔を間接的に考慮に入れて決められてもよい。
【０１４０】
タイマに適切な時間が設定されれば、認証通知または拒否通知の受信というトリガは、もし発生するならば、例外的な場合を除いて、タイマがタイムアウトする前に発生することになる。以下では、タイマに設定される時間は予め適切に決められているものとする。
【０１４１】
他方、ステップＳ１０３において車載装置１００と路側機２０１との間の通信品質が良好でなければ、ステップＳ１０３で上位機器インタフェース部１０２から送信された認証要求のフレームは、どの路側機２０１にも受信されず、認証サーバ２０２にも到達しない。この場合、当然、認証サーバ２０２が認証処理を行うこともなく、認証通知または拒否通知が認証サーバ２０２から車載装置１００へと送信されることもない。
【０１４２】
例えば、車両３０５がまだ駐車場３０４に位置しているときにステップＳ１０３が実行された場合、車両３０５の付近（つまり車両３０５に搭載された車載装置１００と無線通信が可能な範囲内）には路側機２０１が存在しない。よって、車載装置１００はどの路側機２０１との間の通信品質も良好とは言えず、送信された認証要求は認証サーバ２０２に到達しない。
【０１４３】
よって、この場合は、情報送信処理部１０４がステップＳ１０３でタイマに設定した時間以内に認証通知のフレームも拒否通知のフレームも受信されずに、タイマがタイムアウトする。そして、情報送信処理部１０４はタイムアウトをトリガの発生として検出する。例えば、タイムアウトが検出された時点で、車両３０５は、既に駐車場３０４から出て交差点３０２ｅ付近を走行しているかもしれない。
【０１４４】
以上のようにして、情報送信処理部１０４がトリガの発生を、情報受信処理部１０３からの通知またはタイマのタイムアウトにより認識すると、処理はステップＳ１０５に移行する。
【０１４５】
そして、ステップＳ１０５で情報送信処理部１０４は、トリガとして検出されたイベントの種類を判断する。検出されたトリガが拒否通知の受信であれば、図４の処理が終了し、検出されたトリガが認証通知の受信であれば、処理はステップＳ１０６に移行する。また、検出されたトリガがタイムアウトであれば、処理はステップＳ１０３に戻る。
【０１４６】
以上のステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理により、通信環境が悪ければ必要に応じて認証要求のフレームの再送が繰り返される。よって、いずれは結局、認証通知と拒否通知のいずれかの受信がトリガとして検出される。
【０１４７】
つまり、ステップＳ１０１で入力された図形が正当な図形であれば、遅かれ早かれ認証通知の受信がトリガとして検出され、処理がステップＳ１０６に移行する。また、ステップＳ１０１で入力された図形が不正な図形であれば、遅かれ早かれ拒否通知の受信がトリガとして検出され、図４の処理が終了する。
【０１４８】
ステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理は、次回の認証に備えて鍵情報の更新を認証サーバ２０２に要求し、鍵情報を更新するための処理である。
ステップＳ１０６で情報送信処理部１０４は、地図情報と車速から推測される通信品質が良好であるか否かを判断する。なお、第１実施形態では、車両状態判定部１０８が地図情報と車速から車両３０５の状態を判定し、通信品質は車両３０５の状態から推測される。
【０１４９】
具体的には、車載装置１００が搭載されている車両３０５が信号機の付近で停車していると見なせる状態か否かを車両状態判定部１０８が判定する。
つまり、車両状態判定部１０８は、格納部１０５から地図情報を読み出し、外部センサ１１０からの出力が示す車両３０５の位置との距離が閾値Ｄ以下の範囲に信号機があるか否かを、地図情報から判定する。そして、車両状態判定部１０８は、車両３０５の位置との距離が閾値Ｄ以下の範囲に信号機があれば、「車両３０５は信号機の付近にある」と判定し、車両３０５の位置との距離が閾値Ｄ以下の範囲に信号機がなければ、「車両３０５は信号機の付近にはない」と判定する。閾値Ｄは、上位機器インタフェース部１０２が良好な通信品質で路側機２０１との間で無線通信を行うことが可能な距離に基づいて決められる。
【０１５０】
なお、この例に限らず、閾値との比較は、実施形態により「閾値を超えるか、それとも閾値以下か」でもよいし、「閾値以上か、それとも閾値未満か」でもよく、適宜方針を定めることができる。
【０１５１】
また、車両状態判定部１０８は、外部センサ１１０からの出力が示す車速と閾値Ｖを比較し、車速が閾値Ｖ以下であれば「車両３０５は停止していると見なせる」と判定し、車速が閾値Ｖを超えていれば「車両３０５は停止しているとは見なせない」と判定する。なお、閾値Ｖはゼロでもよいし、小さな正の値でもよい。
【０１５２】
そして、車両状態判定部１０８は、「車両３０５は信号機の付近にあり、かつ停止していると見なせる」という条件が成立するか否かを判定し、判定結果を情報送信処理部１０４に出力する。車両状態判定部１０８による判定結果は、以下の説明から明らかなように、ある種のフレームの送信のタイミングを車両３０５の状態に応じて制御するためのタイミング制御情報として利用される。
【０１５３】
なお、車両状態判定部１０８は、例えば定期的に車両３０５の状態を判定し、判定のたびに判定結果を情報送信処理部１０４に出力してもよい。あるいは、ステップＳ１０６において、車両３０５の状態の判定を行うよう情報送信処理部１０４が車両状態判定部１０８に明示的な指示を与え、車両状態判定部１０８が指示にしたがって車両３０５の状態を判定してもよい。いずれにしろ、車両状態判定部１０８は、車両３０５が信号機の付近で停止していると見なせる状態か否かを示す情報を、情報送信処理部１０４に出力する。
【０１５４】
そして、車両状態判定部１０８から「車両３０５が信号機の付近で停止していると見なせる状態である」と示す情報が入力された場合、情報送信処理部１０４は、「通信品質が良好だろう」と推測する。逆に、車両状態判定部１０８から「車両３０５は信号機の付近で停止していると見なせる状態ではない」と示す情報が入力された場合、情報送信処理部１０４は、「通信品質が良好ではないだろう」と推測する。情報送信処理部１０４がこのような推測を行う理由は次のとおりである。
【０１５５】
第１に、例えば図３の例のように、路側機２０１は信号機に取り付けられることが多い。よって、車両３０５が信号機の付近にあれば車両３０５の付近に路側機２０１が存在する場合が多い。つまり、車両３０５が信号機の付近にあれば、車載装置１００と路側機２０１との間に通信品質の良い無線通信路を確立することができる蓋然性が高い。
【０１５６】
第２に、無線通信においては、移動局の移動速度が速いほど通信路は不安定であり、通信断などが発生しやすい。他方、移動局が停止していれば、通信路は安定した通信品質を保ちやすい。しかも、車両３０５が信号機の付近で停止していれば、車両３０５は、赤信号のために停止している蓋然性が高く、信号機が赤の間しばらくは動かないと推測される。つまり、通信が途中で切断されるおそれがあまりない。
【０１５７】
したがって、上記の第１と第２の理由から、車両３０５が信号機の付近で停車した状態であれば、車両３０５と路側機２０１との間に、フレームの受信が完了するまでにかかる時間の間、通信品質の良好な無線通信路が安定的に確立される蓋然性が高い。つまり、車載装置１００と路側機２０１の間の通信が成功する蓋然性が高い。
【０１５８】
また、付加的な第３の理由として、カーナビゲーション装置などのための既存の地図情報は信号機の位置を示す情報を含むことが多いことが挙げられる。つまり、車両３０５が信号機の付近に存在するか否かという判定のためには、既存の地図情報を流用することが可能であり、地図情報作成のための初期コストは不要である。コストの抑制は車載装置１００の普及にとって有利な点である。
【０１５９】
さて、以上のようにしてステップＳ１０６において情報送信処理部１０４は、通信品質を推測する。そして、情報送信処理部１０４は、通信が成功する蓋然性の高いタイミングを見計らって通信を行うために、推測される通信品質が良好になるまで待機する。推測される通信品質が良好であれば、処理はステップＳ１０７に移行する。
【０１６０】
ステップＳ１０７の処理は、推測される通信品質が良好なとき、すなわち路側機２０１との通信に成功する蓋然性の高いときに実行される。
具体的には、ステップＳ１０７で情報送信処理部１０４は、鍵情報の更新を認証サーバ２０２に要求するための鍵情報更新要求のフレーム用のデータ（例えばヘッダとペイロード）を生成し、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力する。そして、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じる。すると、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって、必要に応じてフレームの先頭にプリアンブルを付加するなどの処理を行い、鍵情報更新要求のフレームを送信する。
【０１６１】
このように、ステップＳ１０７において情報送信処理部１０４と上位機器インタフェース部１０２は、協働して、更新要求を生成する第２の生成手段として機能する。また、車両状態判定部１０８と情報送信処理部１０４と上位機器インタフェース部１０２は、協働して、車載装置１００を搭載した車両３０５の状態に基づいたタイミングで無線通信により更新要求を送信する送信手段としても機能する。つまり、車両状態判定部１０８と情報送信処理部１０４は、送信手段の一部としてタイミングの制御を行い、上位機器インタフェース部１０２は、送信手段の一部としてフレームの送信を実現する。
【０１６２】
また、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じた後、タイマをタイムアウト検出用の所定の時間に設定する。なお、フレームの再送に備えて、情報送信処理部１０４は、生成した鍵情報更新要求のフレーム用のデータを保持してもよい。
【０１６３】
また、ステップＳ１０７でタイマに設定される値は、ステップＳ１０３でタイマに設定される値と同じでもよいし、違っていてもよいが、適切な値が定められているものとする。つまり、ステップＳ１０７でタイマに設定される値も、ネットワーク２０４の構成、認証サーバ２０２のスループット、路側機２０１の設置間隔などに応じて適切に決められているものとする。
【０１６４】
続いて、ステップＳ１０８で情報送信処理部１０４は、後続の処理を行うためのトリガとなるイベントの発生を待つ。そして、トリガとなるイベントが発生すると、処理はステップＳ１０９に移行する。本実施形態ではステップＳ１０８でトリガとなるイベントには、鍵情報更新通知の受信とタイムアウトの２種類があり、具体的には以下のようにして検出される。
【０１６５】
ステップＳ１０７で上位機器インタフェース部１０２から送信された鍵情報更新要求は、車載装置１００と路側機２０１との間の通信品質が良好であれば、路側機２０１とネットワーク２０４を介して、認証サーバ２０２に到達する。その場合、詳しくは図５とともに後述するが、認証サーバ２０２は車載装置１００用の新たな鍵情報を生成し、新たな鍵情報を含む鍵情報更新通知を車載装置１００に返信する。
【０１６６】
そして、鍵情報更新通知は、ネットワーク２０４と路側機２０１を介して車載装置１００に到達し、上位機器インタフェース部１０２において受信される。
すると、上位機器インタフェース部１０２は受信した鍵情報更新通知のフレームのデータ（例えばヘッダとペイロード）を情報受信処理部１０３に出力する。つまり、上位機器インタフェース部１０２と情報受信処理部１０３は、協働して、更新要求に応じて無線通信により送信される新たな鍵情報を受信する受信手段として機能する。また、情報受信処理部１０３は、上位機器インタフェース部１０２からのデータの入力を、鍵情報更新通知の受信というトリガの発生として検出し、トリガの検出を情報送信処理部１０４に通知する。
【０１６７】
すると、情報送信処理部１０４は、ステップＳ１０７で設定したタイマを無効化する。また、情報送信処理部１０４は、もし再送用に鍵情報更新要求のフレーム用のデータを保持しているのであれば、鍵情報更新要求のフレーム用のデータを破棄する。
【０１６８】
例えば、ステップＳ１０６において、「車両３０５が信号機３０３ｈの付近で停止していると見なせる」と車両状態判定部１０８が判定したとする。すると、特に遮蔽物などがなければ、ステップＳ１０７で送信された鍵情報更新要求のフレームは、信号機３０３ｈに取り付けられた路側機２０１ｈにおいて成功裡に受信される。
【０１６９】
すると、鍵情報更新要求が路側機２０１ｈからネットワーク２０４を介して認証サーバ２０２に送信されるので、認証サーバ２０２は、新たな鍵情報を生成し、路側機２０１ｈに鍵情報更新通知を送信する。よって、車両３０５がしばらく信号機３０３ｈの付近にとどまっていれば、車載装置１００は路側機２０１ｈから鍵情報更新通知のフレームを受信することができる。
【０１７０】
あるいは、車載装置１００が鍵情報更新要求のフレームを送信した直後に車両３０５が動き出してしまい、鍵情報更新通知を受信しないうちに（あるいは受信の途中で）路側機２０１ｈと無線通信が可能な範囲から車載装置１００が出てしまうこともありうる。しかし、そのような場合にも、車載装置１００は鍵情報更新通知のフレームを受信することができることがある。
【０１７１】
なぜなら、第１に、認証サーバ２０２は、路側機２０１ｈだけでなく、例えば路側機２０１ｋなどの路側機２０１ｈの近くの他の路側機２０１にも、鍵情報更新通知を送信するからである。そして、第２に、路側機２０１は、認証通知または拒否通知のフレームの場合と同様に他の種別のフレームの場合でも、所定の長さの期間にわたり適宜の間隔でフレームの送信を繰り返すからである。例えば、車両３０５が信号機３０３ｋの付近まで来たときに、ステップＳ１０８で上位機器インタフェース部１０２が鍵情報更新通知のフレームを路側機２０１ｋから受信することもある。
【０１７２】
他方、ステップＳ１０６における「通信品質が良好であろう」という推測にもかかわらず、実際の通信品質が良好ではない場合、ステップＳ１０７で送信された鍵情報更新要求のフレームは、どの路側機２０１にも受信されない。よって、鍵情報更新要求は認証サーバ２０２に到達しない。
【０１７３】
例えば、車両３０５が交差点３０２ｃで停止しているとき、車両状態判定部１０８は、「車両３０５は信号機３０３ｄの付近で停止していると見なせる」と判定する。その結果、情報送信処理部１０４は、「通信品質は良好であろう」と推測する。しかし、図３のように信号機３０３ｄには路側機２０１が取り付けられていないので、ステップＳ１０７で送信された鍵情報更新要求のフレームは、どの路側機２０１にも受信されない。
【０１７４】
よって、この場合は、情報送信処理部１０４がステップＳ１０７でタイマに設定した時間以内に鍵情報更新要求のフレームが受信されることなく、タイマがタイムアウトする。そして、ステップＳ１０８において情報送信処理部１０４はタイムアウトをトリガの発生として検出する。
【０１７５】
以上のようにして、情報送信処理部１０４がトリガの発生を、情報受信処理部１０３からの通知またはタイマのタイムアウトにより認識すると、処理はステップＳ１０９に移行する。
【０１７６】
そして、ステップＳ１０９で情報送信処理部１０４は、トリガとして検出されたイベントの種類を判断する。検出されたトリガが鍵情報更新通知の受信であれば、処理はステップＳ１１０に移行する。また、検出されたトリガがタイムアウトであれば、処理はステップＳ１０６に戻る。
【０１７７】
以上のステップＳ１０６〜Ｓ１０９の処理により、情報送信処理部１０４は、通信環境が良さそうなタイミングを見計らって鍵情報更新要求のフレームを送信するための制御を行う。そして、たとえ情報送信処理部１０４による通信品質の推測が間違っていたとしても、必要に応じて鍵情報更新要求のフレームの再送が繰り返される。よって、いずれは結局、鍵情報更新通知の受信がトリガとして検出される。
【０１７８】
なお、ほとんどの信号機に路側機２０１が取り付けられているような、路側機２０１が十分に整備された環境においては、ステップＳ１０６における推測が当たる確率が高い。そして、ステップＳ１０６における推測が正しい場合、タイムアウト用の時間が適切に設定されていれば、ステップＳ１０８でトリガとしてタイムアウトが検出されることはほとんどない。よって、路側機２０１が十分に整備された環境においては、フレームの再送はあまり生じず、ステップＳ１０６の処理により無線リソースの無駄な消費を抑えることができる。
【０１７９】
さて、次のステップＳ１１０では、情報受信処理部１０３が、ステップＳ１０８で上位機器インタフェース部１０２から出力された鍵情報更新通知から新たな鍵情報を取り出し、格納部１０５に格納されている現在の鍵情報を新たな鍵情報で上書き更新する。
【０１８０】
具体的には、新たな鍵情報には新たな乱数情報が含まれるので、情報受信処理部１０３は格納部１０５内の乱数情報を新たな乱数情報で上書きする。また、細分化エリア情報が可変の場合は、新たな鍵情報には新たな細分化エリア情報が含まれるので、情報受信処理部１０３は格納部１０５内の細分化エリア情報を新たな細分化エリア情報で上書きする。
【０１８１】
そして、次のステップＳ１１１で情報送信処理部１０４は、鍵情報を更新したことを認証サーバ２０２に通知するための鍵情報受領通知のフレーム用のデータ（例えばヘッダとペイロード）を生成し、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力する。さらに、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じる。
【０１８２】
すると、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって必要に応じてフレームの先頭にプリアンブルを付加するなどの処理を行い、鍵情報受領通知のフレームを送信する。そして、図４の処理は終了する。
【０１８３】
なお、ステップＳ１１０とＳ１１１の実行順は逆でもよい。あるいは、ステップＳ１１０とＳ１１１の処理が並行して行われてもよい。
また、鍵情報更新通知のフレームが受信可能ということは、上位機器インタフェース部１０２がいずれかの路側機２０１と通信可能ということである。そして、鍵情報更新通知のフレームの受信からステップＳ１１１の実行までの時間は非常に短い。さらに、一種の制御フレームである鍵情報更新通知のフレーム長は短いので、より長いフレームの送受信には失敗する場合であっても、鍵情報更新通知のフレームの送受信は成功することも大いにありうる。
【０１８４】
よって、第１実施形態では、「鍵情報更新通知のフレームの受信の直後に送信される鍵情報受領通知のフレームは、成功裡に路側機２０１において受信され、認証サーバ２０２に鍵情報受領通知が届く」と仮定している。まれにこの仮定が成立しない場合の対策については、後述の（ｆ１２）の観点からの変形例として述べる。
【０１８５】
続いて、第１実施形態における認証サーバ２０２の動作を説明する。認証サーバ２０２は、任意のタイミングで任意の車載装置１００から任意の路側機２０１を介して情報を受信する可能性があり、情報の受信を契機として各種処理を行う。
【０１８６】
図５は、第１実施形態において、認証サーバ２０２が車載装置１００から情報を受信したときの処理のフローチャートである。なお、図５に関する説明においては、図５の処理の開始の契機となった情報の送信元の車載装置１００を「送信元の車載装置１００」という。
【０１８７】
ステップＳ２０１で認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００から路側機２０１とネットワーク２０４を介して受信した情報の内容が、認証要求、鍵情報更新要求、鍵情報受領通知のいずれであるかを判断する。
【０１８８】
上記のとおり、路側機２０１は、認証サーバ２０２に送信するＩＰパケットのペイロードに、送信元の車載装置１００から路側機２０１が受信したフレームの種別を示す種別情報を含める。よって、認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４を介して路側機２０１から受信したＩＰパケットから種別情報を取り出して、種別情報に基づいてステップＳ２０１の判断を行うことができる。
【０１８９】
認証要求が受信された場合、処理はステップＳ２０２に移行する。鍵情報更新要求が受信された場合、処理はステップＳ２０８に移行する。また、鍵情報受領通知が受信された場合、処理はステップＳ２１１に移行する。
【０１９０】
ステップＳ２０２で認証サーバ２０２は、認証要求に含まれる認証用情報からパスワードを取り出す。
具体的には、認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４を介して路側機２０１から受信した認証要求のＩＰパケットから、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤと認証用情報を取り出す。また、認証サーバ２０２は、必要に応じて、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤと対応づけて「認証利用版」として記憶している鍵情報を読み出す。
【０１９１】
なお、後述のステップＳ２０８およびＳ２１１とも関連するが、認証サーバ２０２は、各車載装置１００の車載装置ＩＤと対応づけて、「最新送信版」と「認証利用版」の鍵情報を記憶する。その理由は、認証サーバ２０２が単に新たな鍵情報を含む鍵情報更新通知を送信するだけでは、「鍵情報更新通知が車載装置１００で正常に受信されて、認証サーバ２０２と車載装置１００の間で新たな鍵情報が共有される」とは保証されないからである。
【０１９２】
そこで、認証サーバ２０２は、車載装置１００との間での共有が確認された鍵情報を認証利用版として記憶するとともに、車載装置１００に送信済みだが車載装置１００との間での共有がまだ確認されていない鍵情報を最新送信版として記憶する。よって、ステップＳ２０２で認証サーバ２０２が参照するのは、認証利用版の鍵情報である。
【０１９３】
ステップＳ２０２において認証サーバ２０２はさらに、必要に応じて鍵情報を使い、認証用情報からパスワードを取り出す。なお、「パスワード」とは、具体的には下記（ｃ１）〜（ｃ３）いずれかの情報のことである。
【０１９４】
（ｃ１）画面乱数処理部１０７が式（１）により認証用情報αを生成することに決められている場合は、パスワードは、上記（ｂ３）に示した〈ａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）〉というエリアの並びを示す情報である。例えば、パスワードは、各エリアａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）を識別するＩＤ（あるいは行と列の組）の並びとして表されてもよい。
【０１９５】
この場合、認証サーバ２０２は、認証要求のＩＰパケットから認証用情報αを取り出し、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤと対応づけて認証利用版として記憶している鍵情報を読み出す。ここで、上記のとおり、式（１）の関数ｆＡは、認証用情報αから元の引数を一意に求めることができるように定義されている。よって、認証サーバ２０２は、認証用情報αから関数ｆＡのｍ個の引数（すなわちｍ個のランダムな値）ｒａｎｄｔ（１），……，ｒａｎｄｔ（ｍ）を求めることができる。
【０１９６】
そして、認証サーバ２０２は、読み出した鍵情報を用いて、求めたｍ個のランダムな値ｒａｎｄｔ（１），……，ｒａｎｄｔ（ｍ）にそれぞれ対応するエリアａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）を特定する。以上の処理により、認証サーバ２０２はパスワードを得ることができる。
【０１９７】
（ｃ２）画面乱数処理部１０７が式（２）により認証用情報αを生成することに決められている場合は、パスワードは、上記（ｂ４）に示した〈ｐａｓｓｔ（１），ｐａｓｓｔ（２），……，ｐａｓｓｔ（ｍ）〉という時間の並びである。
【０１９８】
この場合、認証サーバ２０２は、認証要求のＩＰパケットから認証用情報αを取り出す。上記のとおり、式（２）の関数ｆＢは、認証用情報αから元の引数を一意に求めることができるように定義されている。よって、認証サーバ２０２は、認証用情報αから関数ｆＢのｍ個の引数ｐａｓｓｔ（１），ｐａｓｓｔ（２），……，ｐａｓｓｔ（ｍ）を求めることができる。つまり、認証サーバ２０２はパスワードを得ることができる。
【０１９９】
（ｃ３）画面乱数処理部１０７が式（３）により認証用情報αを生成することに決められている場合は、パスワードは、上記（ｃ１）と（ｃ２）の組み合わせである。つまり、パスワードは上記（ｂ３）に示した〈ａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）〉というエリアの並びを示す情報と上記（ｂ４）に示した〈ｐａｓｓｔ（１），ｐａｓｓｔ（２），……，ｐａｓｓｔ（ｍ）〉という時間の並びの組み合わせである。
【０２００】
上記のとおり、式（３）の関数ｆＣは、認証用情報αから元の引数を一意に求めることができるように定義されている。よって、認証サーバ２０２は、認証用情報αから関数ｆＣの２ｍ個の引数ｒａｎｄｔ（１），ｐａｓｓｔ（１），……，ｒａｎｄｔ（ｍ），ｐａｓｓｔ（ｍ）を求めることができる。そして、認証サーバ２０２は、求めた２ｍ個の引数のうちで奇数番目に当たるｍ個のランダムな値ｒａｎｄｔ（１），……，ｒａｎｄｔ（ｍ）にそれぞれ対応するエリアａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）を、読み出した鍵情報を用いて特定する。以上の処理により、認証サーバ２０２はパスワードを得ることができる。
【０２０１】
以上のように、パスワードが（ｃ１）〜（ｃ３）のいずれの情報であれ、認証サーバ２０２はステップＳ２０２でパスワードを取り出すことができる。そして、次のステップＳ２０３で認証サーバ２０２は、受信した情報が経由してきた路側機２０１（以下「送信元路側機」という）とその近傍の路側機２０１（以下「送信元近傍路側機」という）を、返信時の中継点として選択する。
【０２０２】
具体的には、認証サーバ２０２は、受信した認証要求のＩＰパケットのヘッダから、送信元ＩＰアドレスを取り出す。送信元ＩＰアドレスには、車載装置１００からの認証要求を中継した送信元路側機のＩＰアドレスが設定されているので、こうして認証サーバ２０２は送信元路側機を特定することができる。
【０２０３】
また、認証サーバ２０２は、どの路側機２０１同士が近傍にあるのかを表す路側機配置情報を保持している。よって、認証サーバ２０２は、路側機配置情報を参照することで、送信元近傍路側機を特定することができる。なお、送信元近傍路側機は複数台のこともある。路側機配置情報は、例えば下記（ｄ１）〜（ｄ３）のいずれかであってもよい。
【０２０４】
（ｄ１）路側機配置情報は、路側機２０１のＩＰアドレスに対応づけて、各路側機２０１の位置を、例えば緯度と経度の組により示す情報でもよい。その場合、認証サーバ２０２は、送信元路側機の位置からの距離が所定の閾値以下の位置にある路側機２０１を送信元近傍路側機として特定し、送信元近傍路側機のＩＰアドレスを得ることができる。例えば、送信元路側機が図３の路側機２０１ｃであり、路側機２０１ｃからの距離が所定の閾値以下の位置にあるのが路側機２０１ｂのみであれば、認証サーバ２０２は、路側機２０１ｂのみを送信元近傍路側機として特定する。
【０２０５】
（ｄ２）路側機配置情報は、上記（ｄ１）の情報に加えてさらに、道路地図の情報を含んでいてもよい。その場合、認証サーバ２０２は、送信元路側機からの道路沿いの道のりが所定の閾値以下となる路側機２０１を送信元近傍路側機として特定してもよい。例えば、送信元路側機が図３の路側機２０１ｃであり、路側機２０１ｃからの道のりが所定の閾値以下となるのが路側機２０１ｂのみであれば、認証サーバ２０２は、路側機２０１ｂのみを送信元近傍路側機として特定してもよい。
【０２０６】
または、認証サーバ２０２は、「送信元路側機からの道路に沿った経路上に通信可能範囲が重なる他の路側機２０１の個数が所定の閾値Ｑ以下」という条件を満たす路側機２０１を、送信元近傍路側機として特定してもよい。例えば、送信元路側機が図３の路側機２０１ｃであり、Ｑ＝０とする。その場合、図３が示すように、送信元近傍路側機の条件を満たすのは、路側機２０１ｂ、２０１ｇ、および２０１ｈである。
【０２０７】
例えば、路側機２０１ｃから路側機２０１ｈまでの経路上には、他の路側機２０１が設置されておらず、他の路側機２０１の通信可能範囲も重なっていない。よって、路側機２０１ｈは上記の条件を満たす。
【０２０８】
また、道路３０１ａ上には、路側機２０１ｃと路側機２０１ｋの間に他の路側機２０１はない。しかし、交差点３０２ｅ付近の路側機２０１ｈの通信可能範囲が、路側機２０１ｃから路側機２０１ｋまでの経路上に一部重なるので、路側機２０１ｋは上記の条件を満たさない。
【０２０９】
（ｄ３）路側機配置情報は、任意の２つの路側機２０１について互いに近傍にあるか否かを示す情報であってもよい。また、路側機配置情報において、各路側機２０１はＩＰアドレスにより識別されていてもよい。各路側機２０１は固定されているので、任意の２つの路側機２０１について互いに近傍にあるか否かを示す情報を、例えば認証サーバ２０２が予め作成することも可能である。
【０２１０】
つまり、認証サーバ２０２は、任意の２つの路側機２０１間の距離もしくは道のり、または２つの路側機２０１間の道路沿いの経路上に通信可能範囲が重なる他の路側機２０１の個数を所定の閾値と比較してもよい。そして、認証サーバ２０２は比較結果に基づいて、当該２つの路側機２０１同士が近傍にあるか否かを判断し、判断の結果を路側機配置情報として記憶してもよい。
【０２１１】
以上の（ｄ１）〜（ｄ３）に例示したように、路側機配置情報は実施形態によって様々であってよいが、いずれにせよ認証サーバ２０２は、路側機配置情報を参照することで送信元近傍路側機を特定することができる。そして、認証サーバ２０２は、送信元路側機と送信元近傍路側機を、返信時の中継点として選択する。
【０２１２】
なお、ステップＳ２０２とＳ２０３は実行順が逆でもよい。あるいは、認証サーバ２０２はステップＳ２０２とＳ２０３の処理を並行して行ってもよい。
続いて、次のステップＳ２０４で認証サーバ２０２は、ステップＳ２０２で取り出したパスワードが正しいか否かを判断する。パスワードが正しい場合、処理はステップＳ２０５に移行し、パスワードが正しくない場合、処理はステップＳ２０７に移行する。認証サーバ２０２は、例えば適宜のパターンマッチングアルゴリズムを用いてパスワード照合を行うこともできる。
【０２１３】
すなわち、認証サーバ２０２は、各車載装置１００の車載装置ＩＤに対応づけて、当該車載装置１００のユーザにより予め登録された図形の軌跡情報を記憶している。よって、認証サーバ２０２は、記憶している軌跡情報と、車載装置ＩＤに対応づけて認証利用版として記憶している鍵情報内の細分化エリア情報から、正しいパスワードを認識することができる。
【０２１４】
つまり、認証サーバ２０２は、ステップＳ２０２で取り出した車載装置ＩＤに対応づけてそれぞれ記憶している軌跡情報と細分化エリア情報から、当該軌跡情報が表す軌跡上を移動する点が、どのエリアをどういう順序で通過するのかを認識することができる。また、認証サーバ２０２は、当該軌跡情報が表す軌跡上を移動する点が、各エリアを通過するのにかかる時間も、軌跡情報と細分化エリア情報から認識することができる。したがって、認証サーバ２０２は、正しいパスワードを表すエリアの並び、時間の並び、またはその組み合わせを取得することができる。
【０２１５】
そこで、認証サーバ２０２はステップＳ２０４において、正しいパスワードと、ステップＳ２０２で取り出したパスワードを比較する。比較に際しては、認証サーバ２０２は適宜のパターンマッチングアルゴリズムを用いることができる。
【０２１６】
図形的な情報の入力においては、図形の描き出し位置が入力のたびに少々ずれたり、入力される図形の大きさに揺れがあったり、入力スピードに揺れがあったりするのが普通である。よって、認証サーバ２０２は、一定範囲内のずれまたは揺れを誤差として許容するために、適宜のパターンマッチングアルゴリズムを用いることができる。つまり、認証サーバ２０２は、パスワード同士をパターン同士として、適宜のパターンマッチングアルゴリズムにより比較する。
【０２１７】
比較の結果、両パスワードが許容範囲内の誤差で一致すれば、認証サーバ２０２は、「ステップＳ２０２で取り出したパスワードが正しい」と判断する。逆に、両パスワードが許容範囲内の誤差で一致しなければ、認証サーバ２０２は、「ステップＳ２０２で取り出したパスワードは不正である」と判断する。
【０２１８】
なお、実施形態によっては、書き順を反映した軌跡ではなく、図形の形状だけに基づいて認証サーバ２０２がパスワード照合を行ってもよい。つまり、式（１）によって認証用情報αを得る実施形態において、パスワードは、｛ａｒｅａｔ（１），ａｒｅａｔ（２），……，ａｒｅａｔ（ｍ）｝というエリアの集合（正確には重複を許す多重集合）を示す情報であってもよい。すると、軌跡が各エリアを通過する順序は無視され、形状のみがパスワード照合において考慮される。なぜなら、集合を示す情報では要素の並び順が無視されるからである。
【０２１９】
さて、ステップＳ２０４において「パスワードは正しい」と判断した場合、次のステップＳ２０５で認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００へのサービス提供者である交通管制サーバ２０３に、ネットワーク２０４を介して、認証結果を知らせる。すなわち、認証サーバ２０２は、「送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤについて認証が成功した」ということを交通管制サーバ２０３に通知する。
【０２２０】
そして、次のステップＳ２０６で認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４とステップＳ２０３で選択した路側機２０１とを介して、送信元の車載装置１００へ認証通知を返信する。
【０２２１】
具体的には、認証サーバ２０２は、ステップＳ２０３で中継点として選択した送信元路側機と送信元近傍路側機のそれぞれについて、以下の処理を行う。すなわち、認証サーバ２０２は、当該中継点となる路側機２０１のＩＰアドレスを送信先ＩＰアドレスとして設定し、送信元の車載装置１００の認証に成功したことを示す情報をペイロードに設定したＩＰパケットを生成する。そして、認証サーバ２０２は、生成したＩＰパケットをネットワーク２０４へ送出する。なお、送信元の車載装置１００の認証に成功したことを示す情報は、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤを含む。
【０２２２】
以上のようにして、中継点として選択した送信元路側機と送信元近傍路側機それぞれへのＩＰパケットの送信が完了すると、図５の処理も終了する。
また、ステップＳ２０４において「パスワードが不正である」と判断した場合、認証サーバ２０２は、ステップＳ２０７において、ネットワーク２０４とステップＳ２０３で選択した路側機２０１とを介して、送信元の車載装置１００へ拒否通知を返信する。つまり、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００の認証に失敗したことを示す情報をペイロードに設定する以外はステップＳ２０６と同様の処理を行う。なお、送信元の車載装置１００の認証に失敗したことを示す情報も、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤを含む。
【０２２３】
そして、ステップＳ２０７において、以上のようにして、中継点として選択した送信元路側機と送信元近傍路側機それぞれへのＩＰパケットの送信が完了すると、図５の処理は終了する。
【０２２４】
また、受信したＩＰパケットが鍵情報更新要求のＩＰパケットであった場合、認証サーバ２０２はステップＳ２０８において、新たな鍵情報を作成する。そして、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤと対応づけて、作成した鍵情報を最新送信版として記憶する。なお、認証サーバ２０２は、鍵情報更新要求のＩＰパケットのペイロードから車載装置ＩＤを取り出し、認識することができる。
【０２２５】
また、実施形態に応じて、認証サーバ２０２は、ステップＳ２０８において細分化エリア情報と乱数情報の双方を新たに作成してもよいし、一方のみを新たに作成してもよい。例えば、認証サーバ２０２が細分化エリア情報のみを新たに作成する場合、新たな鍵情報とは、現在認証利用版として記憶している乱数情報と、新たに作成した細分化エリア情報の組み合わせである。また、認証サーバ２０２が乱数情報のみを新たに作成する場合、新たな鍵情報とは、現在認証利用版として記憶している細分化エリア情報と、新たに作成した乱数情報の組み合わせである。
【０２２６】
続いて、次のステップＳ２０９で認証サーバ２０２は、ステップＳ２０３と同様に、受信した情報が経由してきた路側機２０１とその近傍の路側機２０１を、返信時の中継点として選択する。
【０２２７】
さらに、続くステップＳ２１０で認証サーバ２０２は、ネットワーク２０４とステップＳ２０９で選択した路側機２０１とを介して、最新送信版の鍵情報を送信元の車載装置１００に返信する。つまり、認証サーバ２０２は、最新送信版の鍵情報と送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤを含む情報をペイロードに設定する以外はステップＳ２０６と同様の処理を行う。
【０２２８】
そして、ステップＳ２１０において、以上のようにして、中継点として選択した送信元路側機と送信元近傍路側機それぞれへのＩＰパケットの送信が完了すると、図５の処理は終了する。
【０２２９】
また、受信したＩＰパケットが鍵情報受領通知のＩＰパケットであった場合、認証サーバ２０２はステップＳ２１１において、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤに対応する認証利用版の鍵情報を更新する。つまり、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤに対応する最新送信版の鍵情報を、当該車載装置ＩＤに対応する認証利用版の鍵情報としてコピーする。なお、認証サーバ２０２は、鍵情報受領通知のＩＰパケットのペイロードから車載装置ＩＤを取り出し、認識することができる。
【０２３０】
ステップＳ２１１の処理により、認証サーバ２０２は、「送信元の車載装置１００に対して認証サーバ２０２が最新送信版として以前送信した鍵情報を、送信元の車載装置１００が確かに受信した」と認識することができる。つまり、認証サーバ２０２は、「送信元の車載装置１００が将来再度認証要求を送信してくる場合に、認証のためには、認証利用版の鍵情報としてコピーした最新送信版の鍵情報を使えばよい」と認識することができる。そして、最新送信版の鍵情報のコピーの後、図５の処理は終了する。
【０２３１】
続いて、図６〜８Ｂを参照して、上記の車載装置１００と認証サーバ２０２の動作の説明における各種情報の具体例を説明する。
さて、図６と７は、乱数とエリアの対応づけの例を示す図である。図６と７では、「鍵情報に含まれる細分化エリア情報と乱数情報が、エリアを介してどのように対応づけられるのか」ということが模式的に示されている。図６と７ではさらに、「画面と鍵情報がエリアを介してどのように対応づけられるのか」ということも、模式的に示されている。
【０２３２】
図６には、鍵情報４０１を模式的に図示した説明図と、画面と鍵情報の対応づけ４０２の例が示されている。
鍵情報４０１は、乱数情報のバージョンを示す“Ｒ２００９１２３１１０３５４７”という値と、細分化エリア情報のバージョンを示す“Ｓ２００９１２３１１０３５４７”という値を含む。なお、乱数情報と細分化エリア情報のバージョンは、認証サーバ２０２が図５のステップＳ２０８で鍵情報４０１を生成するときに割り当てられる。例えば生成日時に基づく値を使うことで、認証サーバ２０２は鍵情報の生成のたびに異なる値をバージョンとして割り当てることができる。また、実施形態によっては、乱数情報と細分化エリア情報のバージョンとして共通の値が使われてもよい。
【０２３３】
さらに、鍵情報４０１は、水平方向に５列、垂直方向に８行の、計４０（＝５×８）個のエリアに画面を等分することを示す細分化エリア情報と、４０個の４桁の乱数を４０個のエリアそれぞれに対応づける乱数情報を含む。鍵情報４０１によれば、例えば３行目の２列目のエリアには、１８８２という乱数が対応づけられている。
【０２３４】
また、図４のステップＳ１０１において、以上のように４０個のエリアに細分化される画面上で、軌跡４０３を描くように三角形が入力されたとする。図６によれば、軌跡４０３は、１行目の１列目のエリアから始まり、２行目の１列目のエリア、３行目の１列目のエリア、３行目の２列目のエリア、２行目の２列目のエリア、２行目の１列目のエリアを経由し、１行目の１列目のエリアで終わる。よって、画面エリア判定部１０６は、軌跡４０３を示す軌跡情報と、鍵情報４０１に含まれる細分化エリア情報から、「軌跡４０３を描いて移動する点は、上記の延べ７つのエリアを順に通過する」と判定することができる。
【０２３５】
そして、軌跡４０３が通過する上記の延べ７つのエリアにそれぞれ乱数情報において対応づけられている延べ７つの乱数は、図６によれば、順に、２６１５、３６７３、５７３２、１８８２、９４３３、３６７３、２６１５である。
【０２３６】
なお、以下では説明の便宜上、入力された軌跡を描いて移動する点が上記の延べ７つのエリアの各々を通過するのにかかった時間が、順に、０．３秒、０．４秒、０．６秒、１．０秒、０．４秒、０．２秒、０．１秒であったとする。よって、画面エリア判定部１０６は、軌跡４０３を示す軌跡情報と、鍵情報４０１に含まれる細分化エリア情報から、軌跡４０３を描いて移動する点が上記の延べ７つのエリアをそれぞれ通過するのにかかった時間が上記のとおりであったことも認識する。
【０２３７】
もちろん、画面上には４０個のエリアに細分化する分割線や各乱数は表示されないが、図６では説明の便宜上、画面上の軌跡４０３と鍵情報４０１との対応づけを、画面と鍵情報の対応づけ４０２として図示してある。
【０２３８】
以上の図６の例を、（ｂ１）〜（ｂ４）の表記を用いて表すと、以下の式（４）〜（１８）のとおりである。
ｍ＝７                                                      （４）
ｒａｎｄｔ（１）＝２６１５                                      （５）
ｒａｎｄｔ（２）＝３６７３                                      （６）
ｒａｎｄｔ（３）＝５７３２                                      （７）
ｒａｎｄｔ（４）＝１８８２                                      （８）
ｒａｎｄｔ（５）＝９４３３                                      （９）
ｒａｎｄｔ（６）＝３６７３                                    （１０）
ｒａｎｄｔ（７）＝２６１５                                    （１１）
ｐａｓｓｔ（１）＝０．３                                      （１２）
ｐａｓｓｔ（２）＝０．４                                      （１３）
ｐａｓｓｔ（３）＝０．６                                      （１４）
ｐａｓｓｔ（４）＝１．０                                      （１５）
ｐａｓｓｔ（５）＝０．４                                      （１６）
ｐａｓｓｔ（６）＝０．２                                      （１７）
ｐａｓｓｔ（７）＝０．１                                      （１８）
【０２３９】
例えば、画面乱数処理部１０７が式（１）の関数ｆＡにより認証用情報αを求める実施形態において、関数ｆＡが、所定のデリミタ“−”で区切りながらｍ個の引数を連結する関数であるとする。この場合、式（４）〜（１１）より、図６の鍵情報４０１と軌跡４０３から得られる認証用情報αは、式（１９）のとおりである。
α＝“２６１５−３６７３−５７３２−１８８２−９４３３−３６７３−２６１５”
（１９）
【０２４０】
なお、式（１９）から明らかなとおり、認証サーバ２０２は、式（１９）で表される認証用情報αから、認証用情報αを得るのに用いた関数ｆＡの７つの引数の値を一意に得ることができる。具体的には、認証サーバ２０２は、認証用情報αを所定のデリミタ“−”で分割するだけで、関数ｆＡの７つの引数の値（すなわち式（５）〜（１１）に示した７つの値）を得ることができる。
【０２４１】
また、画面乱数処理部１０７が式（２）の関数ｆＢにより認証用情報αを求める実施形態において、関数ｆＢが、ｍ個の各引数を所定の関数ｇで変換した結果を、所定のデリミタ“−”で区切りながら連結する関数であるとする。そして、関数ｇは、秒単位で表された数値を１００倍して切り捨てにより整数に変換し、得られた整数を４桁の数字で表す関数であるとする。この場合、式（４）、（１２）〜（１８）より、図６の鍵情報４０１と軌跡４０３から得られる認証用情報αは、式（２０）のとおりである。
α＝“００３０−００４０−００６０−０１００−００４０−００２０−００１０”
（２０）
【０２４２】
なお、式（２０）から明らかなとおり、認証サーバ２０２は、式（２０）で表される認証用情報αから、認証用情報αを得るのに用いた関数ｆＢの７つの引数の値を一意に得ることができる。具体的には、認証サーバ２０２は、認証用情報αを所定のデリミタ“−”で分割し、分割により得られる７つの文字列を関数ｇの逆関数ｇ−１で変換することで、関数ｆＢの７つの引数の値（すなわち式（１２）〜（１８）に示した７つの値）を得ることができる。
【０２４３】
また、画面乱数処理部１０７が式（３）の関数ｆＣにより認証用情報αを求める実施形態において、関数ｆＣが、奇数番目の引数はそのままの文字列として、偶数番目の引数は関数ｇＢで変換してから、デリミタ“−”で区切りながら連結する関数であるとする。そして、関数ｇＢは、秒単位で表された数値を１００倍して切り捨てにより整数に変換し、得られた整数を４桁の数字列で表す関数であるとする。この場合、式（４）〜（１８）より、図６の鍵情報４０１と軌跡４０３から得られる認証用情報αは、式（２１）のとおりである。
α＝“２６１５−００３０−３６７３−００４０−５７３２−００６０−１８８２−０１００−９４３３−００４０−３６７３−００２０−２６１５−００１０”
（２１）
【０２４４】
なお、式（２１）から明らかなとおり、認証サーバ２０２は、式（２１）で表される認証用情報αから、認証用情報αを得るのに用いた関数ｆＣの１４個の引数の値を一意に得ることができる。具体的には、認証サーバ２０２は、認証用情報αを所定のデリミタ“−”で分割し、分割により得られる１４個の値のうち偶数番目の文字列をそれぞれ関数ｇＢの逆関数ｇＢ−１で変換する。すると、認証サーバ２０２は、関数ｆＣの１４個の引数の値（すなわち式（５）〜（１８）に示した１４個の値）を得ることができる。
【０２４５】
また、上記の式（１９）〜（２１）の例から容易に理解されるように、認証用情報αは、人間が見ても一貫性を感じにくく覚えにくい内容となっており、かつ、適切な鍵情報と適切な関数ｆＡ、ｆＢまたはｆＣを使うことで、十分に長くすることができる。このような認証用情報αの性質は、セキュリティの観点から見て好ましい性質である。そして、ユーザ自身は、長くて複雑かつ不規則な認証用情報αそのものを記憶する必要がないので、ユーザにとっての利便性が損なわれることはない。
【０２４６】
続いて、図７に示す別の具体例についても説明する。図７には、水平方向に５列、垂直方向に４行の、計２０（＝５×４）個のエリアに画面を細分化することを示す細分化エリア情報が使われる場合の例が示されている。図７の例では、乱数情報により、例えば３行目の４列目のエリアには、９４９６という乱数が対応づけられている。
【０２４７】
図７に示すように、「水平方向に５列、垂直方向に４行の、計２０（＝５×４）個のエリアに画面を細分化する」という点では同じでも、細分化エリア情報の具体的内容によって、２０個のエリアの大きさが違うことがある。
【０２４８】
例えば、図７の上半分に示した画面と鍵情報の対応づけ４０４の図では、細分化エリア情報が、２０個のエリアをすべて同じ大きさに定義している。よって、画面と鍵情報の対応づけ４０４によれば、軌跡４０５は、４行目の４列目、３行目の４列目、４行目の４列目、４行目の５列目、３行目の５列目、３行目の４列目、４行目の４列目、４行目の５列目、３行目の５列目という延べ９個のエリアを通過する。
【０２４９】
他方、図７の下半分に示した画面と鍵情報の対応づけ４０６の図では、２０個のエリアの間で大きさの違いがあるように、細分化エリア情報が細分化の仕方を規定している。具体的には、細分化エリア情報により、１〜２行目の高さは３〜４行目の高さより高く定義され、１列目の幅は２〜５列目より広く定義されている。換言すれば、細分化エリア情報は、３〜４行目の２〜５列目の８個のエリアが他の１２個のエリアよりも小さくなるように画面の細分化の仕方を規定している。
【０２５０】
そして、画面と鍵情報の対応づけ４０６によれば、軌跡４０５と同じ軌跡４０７が通過するエリアは、４行目の３列目、３行目の３列目、３行目の４列目、４行目の４列目、３行目の４列目、４行目の４列目、４行目の５列目、３行目の５列目という延べ８個である。
【０２５１】
すなわち、細分化エリア情報が異なれば、同じ軌跡４０５と４０７でも、画面エリア判定部１０６による判定結果が異なり、したがって、得られる認証用情報αも異なる。そして、図７の例では行数と列数は変わらないが、もちろん、行数、列数、またはエリアの形状が異なる細分化エリア情報が使われれば、同じ軌跡でも画面エリア判定部１０６による判定結果が異なる。
【０２５２】
例えば、あるユーザに対応して登録されている図形が、軌跡４０５や４０７のように、画面の右下に固まっているとする。あるいは、あるユーザに対応して登録されている図形が、画面の右下以外の部分にも広がってはいるが、画面の右下において相対的に複雑な形状であり、右下以外の部分において相対的に簡単な形状であるとする。
【０２５３】
その場合、例えば画面と鍵情報の対応づけ４０６として図７に例示されているような、画面の右下のエリアを小さく定義する細分化エリア情報が好適である。なぜなら、もし逆に画面の右下のエリアが大きいとすれば、他の図形との区別がつかなくなる（あるいは区別がつきづらくなる）からである。
【０２５４】
例えば、画面の右下のエリアを大きく定義する細分化エリア情報が使われると、軌跡４０７は、最下行の最右列にある１つのエリアしか通過しないかもしれない。すると、画面の最下行の最右列にある１つのエリアの範囲内に収まる図形であれば、たとえ軌跡４０７とはまったく異なる形状の図形が入力されても、「入力される軌跡はどのエリアを通過したか」という点ではまったく軌跡４０７と区別がつかない。そのため、画面乱数処理部１０７が認証用情報αを例えば式（１）によって求める場合は、軌跡４０７を描く図形が入力されるか軌跡４０７とはまったく異なる図形が入力されるかにかかわらず、まったく同じ認証用情報αが得られるおそれがある。
【０２５５】
よって、あるユーザに対応して登録されている図形が、画面内の特定の部分（例えば右下の部分）に固まっていたり、特定の部分において他の部分よりも複雑であったりする場合には、特定の部分のエリアを小さく定義する細分化エリア情報が好ましい。つまり、ユーザごとの図形の特徴を判別するのに十分な程度に細かな粒度で、特定の部分においてエリアを細分化する細分化エリア情報が使われることが好ましい。
【０２５６】
続いて、車載装置１００と路側機２０１との間で送受信されるフレームの具体例を説明する。
図８Ａと８Ｂは、フレームの例を説明する図である。図示の便宜のため、図８Ａと８Ｂの双方に、第１実施形態におけるフレーム５００一般の形式が示されている。フレーム５００は、プリアンブルと、プリアンブルに続くヘッダと、ヘッダに続くペイロードを有する。
【０２５７】
また、以下では、車載装置１００から路側機２０１へ送信される方向を「UpLink（ＵＬ）方向」といい、逆方向を「DownLink（ＤＬ）」方向という。図８Ａと８Ｂには、各フレームの横に、どちらの方向に送信されるフレームなのかを示す文字が示されている。
【０２５８】
プリアンブルは、無線通信路で送受信されるフレーム５００の先頭に同期用に付加される所定パターンのビット列である。
また、ヘッダには、データマップ情報と車載装置ＩＤが含まれる。データマップ情報は、フレーム５００のどの位置に何のフィールドのデータがあるかを示す情報である。
【０２５９】
例えば、ペイロード内の各フィールドの長さがフレーム５００の種別ごとに固定されている実施形態では、データマップ情報としては、フレーム５００の種別を示す値が利用可能である。あるいは、可変長のフィールドがペイロードに含まれる実施形態では、フレーム５００の種別を示す値と、可変長のフィールドの長さを示す値がデータマップ情報に含まれてもよい。
【０２６０】
車載装置ＩＤは、フレーム５００がＤＬ方向に送信される場合は送信先の車載装置１００を指定するフィールドとして使われる。また、フレーム５００がＵＬ方向に送信される場合は、車載装置ＩＤは送信元の車載装置１００を表すフィールドとして使われる。
【０２６１】
そして、ペイロードには、平文の部分と暗号化された部分があり、フレーム５００の種別に応じて一部のフィールドは省略可能である。平文の部分には公開ＤＬ情報が含まれ、暗号化された部分には、認証フラグと、秘密ＤＬ情報と、乱数情報と、細分化エリア情報と、秘密ＵＬ情報が含まれる。なお、実施形態によっては、ペイロードのすべてのフィールドが暗号化されていてもよい。
【０２６２】
また、暗号化方式は任意だが、例えば車載装置１００ごとに固有の暗号化鍵を利用した対称鍵暗号化方式が利用可能である。車載装置１００ごとに固有の暗号化鍵は、予め決められた固定されたものでもよいし、適宜の鍵交換アルゴリズムにしたがって適宜のタイミングで更新されるものでもよい。
【０２６３】
公開ＤＬ情報は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００の場合に使われる。公開ＤＬ情報は、車載装置１００宛の、秘密にする必要のないオープンな情報である。公開ＤＬ情報の具体的内容は実施形態に応じて任意だが、例えば、公開ＤＬ情報は、渋滞が生じている地点に関する情報、交通規制に関する情報、天気予報に関する情報などを含んでもよい。
【０２６４】
認証フラグは２ビットのフィールドである。１ビット目は、認証プロセス自体と関係のあるフレーム５００か否かを示し、認証プロセス自体と関係がある場合の値は“０”、認証プロセス自体と関係がない場合の値は“１”である。例えば、認証に成功した後に、認証済みの車載装置１００に対して送信されるフレーム５００では、認証フラグの１ビット目の値は“１”である。また、認証フラグの２ビット目は、“０”のとき、認証が済んでいないか認証に失敗したことを示し、“１”のとき、認証に成功したことを示す。なお、フレーム５００の種別は、データマップ情報と認証フラグの一方または双方から判別可能である。
【０２６５】
ペイロード内のその他のフィールドは、フレーム５００の種類に応じて具体的な内容が異なるので、詳細は後述する。また、図８Ａと８Ｂでは省略されているが、実施形態によっては、ペイロードの後にさらに、例えば誤り検出のためのFrame Check Sequence（ＦＣＳ）あるいは電子署名などのトレイラがあってもよい。
以上のようなフレーム５００には、具体的には以下のような様々な種類がある。なお、図８Ａと８Ｂにおいて、使われないフィールドは斜線で示されている。
【０２６６】
さて、図８Ａの認証要求５０１は、例えば、図４のステップＳ１０３で送信される。認証要求５０１は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、認証要求５０１におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの認証要求５０１は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００から送信される場合の例である。
【０２６７】
認証要求５０１はＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、認証要求５０１において公開ＤＬ情報は使われない。また、図８Ａの認証要求５０１では、暗号化されるフィールドのうちでは、認証フラグと秘密ＵＬ情報以外のフィールドは使われない。
【０２６８】
なお、認証要求５０１は、認証プロセス自体に関係があり、まだ認証が済んでいないときに認証を要求するために送信されるので、認証要求５０１における認証フラグの値は“００”である。そして、秘密ＵＬ情報には、秘密の情報である認証用情報が設定される。
【０２６９】
また、認証通知５０２は、認証に成功したときに、認証に対する肯定応答（acknowledgement；ＡＣＫ）としてＤＬ方向に送信され、例えば図４のステップＳ１０４で受信される。認証通知５０２は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、認証通知５０２におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの認証通知５０２は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００の認証に成功した場合の例である。
【０２７０】
認証通知５０２は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００なので、公開ＤＬ情報を含んでいてもよい。もちろん、公開ＤＬ情報は省略されてもよい。
なお、認証通知５０２は、認証プロセス自体に関係があり、認証に成功したときに送信されるので、認証通知５０２における認証フラグの値は“０１”である。そして、ペイロード内の他のフィールドは、認証通知５０２では省略される。
【０２７１】
また、拒否通知５０３は、認証に失敗したときに、認証に対する否定応答（negative acknowledgement；ＮＡＣＫ）としてＤＬ方向に送信され、例えば図４のステップＳ１０４で受信される。拒否通知５０３は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、拒否通知５０３におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの拒否通知５０３は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００の認証に失敗した場合の例である。
【０２７２】
拒否通知５０３は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００なので、公開ＤＬ情報を含んでいてもよい。もちろん、公開ＤＬ情報は省略されてもよい。
なお、拒否通知５０３は、認証プロセス自体に関係があり、認証に失敗したときに送信されるので、拒否通知５０３における認証フラグの値は“００”である。そして、ペイロード内の他のフィールドは、拒否通知５０３では省略される。
【０２７３】
また、鍵情報更新要求５０４は、例えば図４のステップＳ１０７において、鍵情報の更新を要求するためにＵＬ方向に送信される。鍵情報更新要求５０４は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、鍵情報更新要求５０４におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの鍵情報更新要求５０４は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００が鍵情報の更新を要求する場合の例である。
【０２７４】
鍵情報更新要求５０４はＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、鍵情報更新要求５０４において公開ＤＬ情報は使われない。また、図８Ａの鍵情報更新要求５０４では、認証フラグ以外のペイロード内のフィールドは使われない。
【０２７５】
なお、鍵情報更新要求５０４は、認証が成功した後に送信されるものであり、認証プロセス自体とは関係がない。よって、鍵情報更新要求５０４における認証フラグの値は“１１”である。
【０２７６】
また、鍵情報更新通知５０５は、例えば図４のステップＳ１０８で受信される。鍵情報更新通知５０５は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、鍵情報更新通知５０５におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの鍵情報更新通知５０５は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００に新たな鍵情報が通知される場合の例である。
【０２７７】
鍵情報更新通知５０５は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００なので、公開ＤＬ情報を含んでいてもよい。もちろん、公開ＤＬ情報は省略されてもよい。
なお、鍵情報更新通知５０５は、認証が成功した後に送信されるものであり、認証プロセス自体とは関係がない。よって、鍵情報更新通知５０５における認証フラグの値は“１１”である。
【０２７８】
そして鍵情報更新通知５０５のペイロードのうち、乱数情報のフィールドには新たな乱数情報が設定され、細分化エリア情報のフィールドには新たな細分化エリア情報が設定される。ペイロード内の他のフィールドは、鍵情報更新通知５０５では省略される。
【０２７９】
また、鍵情報受領通知５０６は、例えば図４のステップＳ１１１において、新たな鍵情報を受領したことを認証サーバ２０２に通知するためにＵＬ方向に送信される。鍵情報受領通知５０６は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、鍵情報受領通知５０６におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ａの鍵情報受領通知５０６は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００が新たな鍵情報を受領した場合の例である。
【０２８０】
鍵情報受領通知５０６はＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、鍵情報受領通知５０６において公開ＤＬ情報は使われない。
なお、鍵情報受領通知５０６は、認証が成功した後に送信されるものであり、認証プロセス自体とは関係がない。よって、鍵情報受領通知５０６における認証フラグの値は“１１”である。
【０２８１】
そしてペイロードのうち、乱数情報のフィールドには、受領した新たな乱数情報のバージョンが設定され、細分化エリア情報のフィールドには受領した新たな細分化エリア情報のバージョンが設定される。ペイロード内の他のフィールドは、鍵情報受領通知５０６では省略される。
【０２８２】
なお、情報送信処理部１０４は、格納部１０５内の鍵情報を参照することで鍵情報のバージョンを認識することもできるし、情報受信処理部１０３が情報送信処理部１０４に新たな鍵情報のバージョンを通知してもよい。よって、情報送信処理部１０４は、図４のステップＳ１１１において、細分化エリア情報と乱数情報のバージョンを含むデータを、鍵情報受領通知５０６用のデータとして上位機器インタフェース部１０２に出力することができる。
【０２８３】
そして、鍵情報受領通知５０６が図８Ｂの鍵情報受領通知５０６のように新たな鍵情報のバージョンを示す情報を含む場合は、図５のステップＳ２１１で認証サーバ２０２は、バージョンの確認を行ってもよい。
【０２８４】
つまり、認証サーバ２０２は、最新送信版として保持している鍵情報のバージョンと、受信した鍵情報受領通知５０６に含まれるバージョンが一致するか否かを確認してもよい。そして、認証サーバ２０２は、バージョンが一致すれば最新送信版の鍵情報を認証利用版の鍵情報としてコピーし、逆に、バージョンが不一致であれば適宜のエラー処理を行ってもよい。
【０２８５】
例えば、認証サーバ２０２は、エラー処理として、最新送信版の鍵情報を含む鍵情報更新通知を車載装置１００に再送してもよい。そして、車載装置１００は、自ら送信した鍵情報更新要求５０４に対する直接の返信としてではなくエラー処理の結果として再送されてくる鍵情報更新通知５０５に関しても、受信を契機として図４のステップＳ１１０およびＳ１１１と同様の処理を行ってもよい。
【０２８６】
また、図８Ｂサービス中通信５０７は、認証に成功した後に交通管制サーバ２０３から車両３０５が受けるサービスにおいて、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００である。なお、サービスを受けるためのクライアントは、車載装置１００に含まれていてもよいし、車載装置１００と同じ車両３０５に搭載された車載装置１００以外の装置であってもよい。後者の場合、サービス中通信５０７の受信とサービス中通信５０８の送信は、クライアントたる装置が行ってもよい。
【０２８７】
サービス中通信５０７は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、サービス中通信５０７におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ｂのサービス中通信５０７は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤで識別されるアカウントに対するサービスにおいて送信されるフレーム５００の例である。
【０２８８】
サービス中通信５０７は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００なので、サービス中通信５０７は公開ＤＬ情報を含んでいてもよい。図８Ｂには、サービス中通信５０７における公開ＤＬ情報の例として、渋滞、事故、交通規制などについて示す一般的交通情報を示してある。
【０２８９】
なお、サービス中通信５０７は、認証が成功した後に送信されるものであり、認証プロセス自体とは関係がない。よって、サービス中通信５０７における認証フラグの値は“１１”である。
【０２９０】
そして、ペイロードのうち秘密ＤＬ情報のフィールドには、交通管制サーバ２０３からのサービスに関する情報が含まれる。図８Ｂのサービス中通信５０７は、具体的には、警察車両、消防車、救急車などの緊急車両向けのサービスにおいて送信されるフレーム５００の例である。
【０２９１】
よって、サービス中通信５０７の秘密ＤＬ情報のフィールドには、交通管制サーバ２０３により信号が青に制御される経路を案内するための緊急車両用案内情報が設定されている。また、ペイロード内の他のフィールドは、サービス中通信５０７では省略される。もちろん、サービスの内容に応じて、秘密ＤＬ情報のフィールドの内容も様々であってよい。
【０２９２】
また、サービス中通信５０８は、認証に成功した後に交通管制サーバ２０３から車両３０５がサービスを受けるためにＵＬ方向に送信されるフレーム５００である。サービス中通信５０８は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、サービス中通信５０８におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ｂのサービス中通信５０８は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤで識別されるアカウントに対するサービスにおいて送信されるフレーム５００の例である。
【０２９３】
サービス中通信５０８は、ＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、サービス中通信５０８において公開ＤＬ情報は使われない。
なお、サービス中通信５０８は、認証が成功した後に送信されるものであり、認証プロセス自体とは関係がない。よって、サービス中通信５０８における認証フラグの値は“１１”である。
【０２９４】
そして、ペイロードのうち秘密ＵＬ情報のフィールドが使われ、他のフィールドは省略される。図８Ｂには、サービスを受けるにあたってユーザの個人情報（例えばクレジットカード番号などでもよい）が秘密ＵＬ情報として設定される場合の例が示されている。もちろん、秘密ＵＬ情報は個人情報以外の情報であってもよい。
【０２９５】
なお、図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９と認証通知兼更新通知５１０は、第２実施形態で使われるフレーム５００である。また、位置通知５１１は、第３実施形態で使われるフレーム５００である。よって、これら３種類のフレーム５００についての詳細な説明はここでは省略し、後述する。
【０２９６】
さて、続いて図９〜１０を参照して、第１実施形態との違いを中心に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、図８Ａの認証要求５０１と鍵情報更新要求５０４の役割を兼ねる図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９が使われ、図８Ａの認証通知５０２と鍵情報更新通知５０５の役割を兼ねる図８Ｂの認証通知兼更新通知５１０が使われる。
【０２９７】
図９は、第２実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。
ステップＳ３０１で情報受信処理部１０３は、図４のステップＳ１０１と同様にして、画面インタフェース部１０１を介した図形の入力を受け付け、軌跡情報を生成し、軌跡情報を画面エリア判定部１０６に出力する。
【０２９８】
そして、次のステップＳ３０２で車載装置１００は、図４のステップＳ１０２と同様にして、入力された図形から得られる軌跡情報と、格納部１０５に予め記憶されている鍵情報とを使って、認証用情報を生成する。
【０２９９】
つまり、細分化エリア情報と軌跡情報に基づいて画面エリア判定部１０６は上記（ａ１）、（ａ２）、または（ａ１）と（ａ２）の双方を判定し、判定結果を画面乱数処理部１０７に出力する。そして、画面乱数処理部１０７は、格納部１０５から乱数情報を読み出し、画面エリア判定部１０６による判定結果と乱数情報から認証用情報を作成する。あるいは、画面乱数処理部１０７は、乱数情報を使わずに画面エリア判定部１０６による判定結果から、認証用情報を作成してもよい。いずれにせよ、画面乱数処理部１０７は生成した認証用情報を情報送信処理部１０４に出力する。
【０３００】
すると、次のステップＳ３０３で情報送信処理部１０４は、図４のステップＳ１０６と同様に、地図情報と車速から推測される通信品質が良好であるか否かを判断する。具体的には、車両状態判定部１０８が「車載装置１００が搭載されている車両３０５が信号機の付近で停止していると見なせる状態か否か」ということを判定する。
【０３０１】
そして、車両状態判定部１０８から「車両３０５が信号機の付近で停止していると見なせる状態である」と示す情報が入力された場合、情報送信処理部１０４は、「通信品質が良好だろう」と推測する。逆に、車両状態判定部１０８から「車両３０５は信号機の付近で停止していると見なせる状態ではない」と示す情報が入力された場合、情報送信処理部１０４は、「通信品質が良好ではないだろう」と推測する。そして、情報送信処理部１０４は、推測される通信品質が良好になるまで待機する。推測される通信品質が良好であれば、処理はステップＳ３０４に移行する。
【０３０２】
ステップＳ３０４で情報送信処理部１０４は、認証と鍵情報の更新をあわせて認証サーバ２０２に要求するための認証要求兼更新要求のフレーム用のデータ（例えばヘッダとペイロード）を生成し、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力する。そして、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じる。すると、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって、必要に応じて暗号化やプリアンブルの付加などの処理を行い、認証要求兼更新要求のフレームを送信する。
【０３０３】
ステップＳ３０４で送信される認証要求兼更新要求のフレームは、例えば、図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９のような形式である。認証要求兼更新要求５０９は、図８Ａの認証要求５０１と鍵情報更新要求５０４の役割を兼ねる。
【０３０４】
具体的には、認証要求兼更新要求５０９は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、認証要求兼更新要求５０９におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００から送信される場合の例である。
【０３０５】
認証要求兼更新要求５０９はＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、認証要求兼更新要求５０９において公開ＤＬ情報は使われない。また、図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９ではペイロードのフィールドのうちでは認証フラグと秘密ＵＬ情報以外のフィールドは使われない。
【０３０６】
なお、認証要求兼更新要求５０９は認証プロセス自体に関係があり、まだ認証が済んでいないときに送信されるので、認証要求兼更新要求５０９における認証フラグの値は、認証要求５０１と同様に“００”である。そして、秘密ＵＬ情報には、秘密の情報である認証用情報が認証要求５０１と同様に設定される。
【０３０７】
さて、ここで図９の説明に戻る。ステップＳ３０４において、認証要求兼更新要求のフレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じた後、情報送信処理部１０４は、タイマをタイムアウト検出用の所定の時間に設定する。なお、フレームの再送に備えて、情報送信処理部１０４は、認証用情報または認証要求兼更新要求のフレーム用のデータを保持する。また、第１実施形態における想定と同様に、第２実施形態においても、ステップＳ３０４でタイマに設定される値は、ネットワーク２０４の構成、認証サーバ２０２のスループット、路側機２０１の設置間隔などに応じて適切に定められているものとする。
【０３０８】
続いて、ステップＳ３０５で情報送信処理部１０４は、後続の処理を行うためのトリガとなるイベントの発生を待つ。そして、トリガとなるイベントが発生すると、処理はステップＳ３０６に移行する。本実施形態ではステップＳ３０５でトリガとなるイベントには認証通知兼更新通知の受信と、拒否通知の受信と、タイムアウトの３種類があり、具体的には以下のようにして検出される。
【０３０９】
ステップＳ３０４で上位機器インタフェース部１０２から送信された認証要求兼更新要求のフレームは、車載装置１００と路側機２０１との間の通信品質が良好であれば、路側機２０１に受信される。そして、認証要求兼更新要求は、路側機２０１からネットワーク２０４を介して、認証サーバ２０２に送信される。
【０３１０】
そして、認証要求兼更新要求が認証サーバ２０２に到達すると、認証サーバ２０２は認証要求兼更新要求に含まれる認証用情報と車載装置ＩＤに基づいて認証処理を行い、認証用情報が正当な情報か不正な情報かを判断する。認証サーバ２０２による認証処理と判断は、図５のステップＳ２０２およびＳ２０４と同様である。また、認証サーバ２０２は図５のステップＳ２０３と同様に、返信時の中継点となる路側機２０１の選択も行う。
【０３１１】
そして、認証用情報が正当な情報であると判断した場合、認証サーバ２０２は、図５のステップＳ２０５と同様に交通管制サーバ２０３に対して認証結果を知らせ、図５のステップＳ２０８と同様に新たな鍵情報を作成して最新送信版として記憶する。そして、認証サーバ２０２は、認証通知兼更新通知を作成し、選択した路側機２０１に宛てて送信する。他方、認証用情報が不正な情報であると判断した場合、認証サーバ２０２は図５のステップＳ２０７と同様にして、選択した路側機２０１に宛てて拒否通知を送信する。
【０３１２】
そして、認証通知兼更新通知または拒否通知は、ネットワーク２０４と路側機２０１を介して車載装置１００に到達し、上位機器インタフェース部１０２において受信される。例えば、上位機器インタフェース部１０２において受信される拒否通知は、第１実施形態における図８Ａの拒否通知５０３と同様である。また、上位機器インタフェース部１０２において受信される認証通知兼更新通知は、例えば図８Ｂに示す認証通知兼更新通知５１０のような形式である。
【０３１３】
図８Ｂの認証通知兼更新通知５１０は、図８Ａの認証通知５０２と鍵情報更新通知５０５の役割を兼ねる。具体的には、認証通知兼更新通知５１０は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、認証通知兼更新通知５１０におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。図８Ｂの認証通知兼更新通知５１０は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００の認証に成功し、当該車載装置１００に新たな鍵情報を通知する場合の例である。
【０３１４】
認証通知兼更新通知５１０は、ＤＬ方向に送信されるフレーム５００なので、公開ＤＬ情報を含んでいてもよい。もちろん、公開ＤＬ情報は省略されてもよい。
なお、認証通知兼更新通知５１０は、認証プロセス自体に関係があり、認証に成功したときに送信されるので、認証通知兼更新通知５１０における認証フラグの値は認証通知５０２と同様に“０１”である。
【０３１５】
そして、認証通知兼更新通知５１０では、鍵情報更新通知５０５と同様に、ペイロードのうち、乱数情報のフィールドには新たな乱数情報が設定され、細分化エリア情報のフィールドには新たな細分化エリア情報が設定される。ペイロード内の他のフィールドは、認証通知兼更新通知５１０では省略される。
【０３１６】
さて、認証通知兼更新通知または拒否通知を上位機器インタフェース部１０２が受信すると、上位機器インタフェース部１０２は認証通知兼更新通知または拒否通知のデータを情報受信処理部１０３に出力する。そして、情報受信処理部１０３は、上位機器インタフェース部１０２からのデータの入力を、認証通知兼更新通知または拒否通知の受信というトリガの発生として検出し、トリガの検出を情報送信処理部１０４に通知する。すると、情報送信処理部１０４は、ステップＳ３０４で設定したタイマを無効化し、再送用に保持していた認証用情報または認証要求兼更新要求のフレーム用のデータを破棄する。
【０３１７】
他方、ステップＳ３０３における「通信品質が良好であろう」という推測にもかかわらず、実際の通信品質が良好ではない場合、ステップＳ３０４で送信された認証要求兼更新要求のフレームは、どの路側機２０１にも受信されない。よって、認証要求兼更新要求は認証サーバ２０２には到達しない。よって、この場合は、情報送信処理部１０４がステップＳ３０４でタイマに設定した時間以内に認証通知兼更新通知のフレームが受信されることなく、タイマがタイムアウトする。そして、ステップＳ３０５において情報送信処理部１０４はタイムアウトをトリガの発生として検出する。
【０３１８】
以上のようにして、情報送信処理部１０４がトリガの発生を、情報受信処理部１０３からの通知またはタイマのタイムアウトにより認識すると、処理はステップＳ３０６に移行する。
【０３１９】
そして、ステップＳ３０６で情報送信処理部１０４は、トリガとして検出されたイベントの種類を判断する。検出されたトリガが拒否通知の受信であれば、図９の処理が終了し、検出されたトリガが認証通知兼更新通知の受信であれば、処理はステップＳ３０７に移行する。また、検出されたトリガがタイムアウトであれば、処理はステップＳ３０３に戻る。
【０３２０】
以上のステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理により、通信環境が悪ければ必要に応じて認証要求兼更新要求のフレームの再送が繰り返される。よって、いずれは結局、認証通知兼更新通知と拒否通知のいずれかの受信がトリガとして検出される。
【０３２１】
つまり、ステップＳ３０１で入力された図形が正当な図形であれば、遅かれ早かれ認証通知兼更新通知の受信がトリガとして検出され、処理がステップＳ３０７に移行する。また、ステップＳ３０１で入力された図形が不正な図形であれば、遅かれ早かれ拒否通知の受信がトリガとして検出され、図９の処理が終了する。
【０３２２】
そして、認証通知兼更新通知の受信がトリガとして検出された場合、ステップＳ３０７で情報受信処理部１０３が、図４のステップＳ１１０と同様にして鍵情報の更新を行う。すなわち、情報受信処理部１０３は、ステップＳ３０５で上位機器インタフェース部１０２から出力された認証通知兼更新通知から新たな鍵情報を取り出し、格納部１０５に格納されている現在の鍵情報を新たな鍵情報で上書き更新する。
【０３２３】
そして、次のステップＳ３０８で車載装置１００は、図４のステップＳ１１１と同様にして鍵情報受領通知のフレームを送信する。つまり、情報送信処理部１０４が鍵情報受領通知のフレーム用のデータ（例えばヘッダとペイロード）を生成し、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力し、上位機器インタフェース部１０２にフレームの送信を命じる。そして、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって、必要に応じて暗号化やプリアンブルの付加などの処理を行い、鍵情報受領通知のフレームを送信し、図９の処理が終了する。
【０３２４】
なお、ステップＳ３０７とＳ３０８の実行順は逆でもよい。あるいは、ステップＳ３０７とＳ３０８の処理が並行して行われてもよい。また、鍵情報受領通知を受信したときに認証サーバ２０２が行う処理は第１実施形態と同様である。
【０３２５】
以上説明した第２実施形態では、第１実施形態と比較して車載装置１００と認証サーバ２０２の間のトラフィックが少ない。よって、ネットワーク２０４の負荷が第１実施形態よりも軽くて済む。
【０３２６】
続いて、図９の処理の具体例について図１０を参照して説明する。図１０は、第２実施形態で認証に成功する場合のタイミングチャートの例である。
ステップＳ４０１において、ユーザが、図３の駐車場３０４に駐車されている車両３０５のエンジンをかけ、車載装置１００の電源をオンにする。すると、車載装置１００は図９の処理を開始する。
【０３２７】
続くステップＳ４０２は、図９のステップＳ３０１に相当する。ステップＳ４０２でユーザが予め決められた図形を入力し、車載装置１００は画面インタフェース部１０１を介して図形の入力を受け付ける。
【０３２８】
そして、次のステップＳ４０３は図９のステップＳ３０２に相当し、車載装置１００は認証用情報を生成する。
ところで、ユーザは、ステップＳ４０１での図形の入力後は、運転に専念することができる。よって、車載装置１００がステップＳ４０３で認証用情報を生成するのと並行して、ユーザは車両３０５を運転して駐車場３０４から道路３０１ｄに向かっているかもしれない。
【０３２９】
具体的には、図１０の例では、ユーザの運転操作にしたがって車両３０５は次の経路に沿って移動するものとする。すなわち、車両３０５は、駐車場３０４から道路３０１ｄに出た後、交差点３０２ｂに向かい、交差点３０２ｂを右折し、次の交差点３０２ｃも右折し、さらに次の交差点３０２ｄを左折するものとする。
【０３３０】
上記の経路に沿って車両３０５が移動する場合、図３に示すとおり、車両３０５にとって初めて近傍を通過することになる信号機は、交差点３０２ｂの信号機３０３ｃである。また、図１０の例では、車両３０５が、交差点３０２ｂを右折する前に一時停止したとする。
【０３３１】
すると、車両３０５が停止した際に、図９のステップＳ３０３において情報送信処理部１０４が「地図情報と車速から推測される通信品質が良好である」と判断する。よって、図１０にステップＳ４０４として示すように、車載装置１００は図９のステップＳ３０４で図８Ｂの認証要求兼更新要求５０９を送信する。
【０３３２】
そして、図３に示すように交差点３０２ｂに設置された信号機３０３ｃには、路側機２０１ｃが取り付けられている。よって、ステップＳ４０４で送信された認証要求兼更新要求５０９は、ステップＳ４０５において路側機２０１ｃに無事に受信される。
【０３３３】
すると、路側機２０１ｃは、受信した認証要求兼更新要求５０９から、認証サーバ２０２宛の認証要求兼更新要求のＩＰパケットを生成し、生成したＩＰパケットをネットワーク２０４に送出する。具体的には、路側機２０１ｃは、認証要求兼更新要求５０９から車載装置ＩＤの値と秘密ＵＬ情報として設定された認証用情報を取り出してＩＰパケットのペイロードに含める。また、路側機２０１ｃは、送信元ＩＰアドレスに路側機２０１ｃ自身のＩＰアドレスを設定し、送信先ＩＰアドレスに認証サーバ２０２のＩＰアドレスを設定する。
【０３３４】
なお、路側機２０１ｃは、送信するＩＰパケットが認証要求兼更新要求であることを示すため、認証要求兼更新要求５０９からデータマップ情報を取り出してＩＰパケットのペイロードに含めてもよい。あるいは、路側機２０１ｃは、認証要求兼更新要求という種別を示す特定の値をＩＰパケットのペイロードに含めてもよい。
【０３３５】
以上のようにして路側機２０１ｃで生成されたＩＰパケットは、ネットワーク２０４を介して認証サーバ２０２に送信され、ステップＳ４０６で認証サーバ２０２において受信される。すると、認証サーバ２０２はＩＰパケットのペイロードから、車載装置１００の車載装置ＩＤと認証用情報を取り出し、認証処理を行う。図１０の例は、認証に成功する場合の例である。また、認証サーバ２０２は図５のステップＳ２０３と同様に返信時の中継点となる路側機２０１の選択を行う。
【０３３６】
そして、次のステップＳ４０７で認証サーバ２０２は、認証通知兼更新通知のＩＰパケットを生成し、送信する。
具体的には、認証サーバ２０２は、送信元路側機が路側機２０１ｃであると認識する。また、認証サーバ２０２は、上記（ｄ１）〜（ｄ３）に例示したような路側機配置情報を保持している。図１０の例では、認証サーバ２０２が路側機配置情報から、路側機２０１ｂと２０１ｇと２０１ｈを送信元近傍路側機として特定したとする。すると、認証サーバ２０２は、ステップＳ４０７で、送信元路側機と送信元近傍路側機のそれぞれに宛てて、認証通知兼更新通知のＩＰパケットを送信する。
【０３３７】
そして、ステップＳ４０８において、路側機２０１ｇは、認証通知兼更新通知のＩＰパケットを受信し、受信したＩＰパケットに基づいて図８Ｂの認証通知兼更新通知５１０を送信する。
【０３３８】
ここで、車両３０５は、上記の経路上を交差点３０２ｄの付近まで進んできたとする。すると、車両３０５に搭載されている車載装置１００は、交差点３０２ｄに設置された信号機３０３ｇに取り付けられた路側機２０１ｇから送信された認証通知兼更新通知５１０を、ステップＳ４０９において受信する。つまり、ステップＳ４０９は、図９のステップＳ３０５においてトリガとして認証通知兼更新通知が検出される場合の例である。
【０３３９】
なお、ステップＳ４０７で認証サーバ２０２から送信された認証通知兼更新通知のＩＰパケットは、ステップＳ４１０において、送信元近傍送信機である路側機２０１ｂに受信される。そして、路側機２０１ｂは認証通知兼更新通知５１０を送信する。しかし、車載装置１００を搭載した車両３０５は路側機２０１ｂの付近にはないので、路側機２０１ｂが送信した認証通知兼更新通知５１０は車載装置１００に受信されない。
【０３４０】
同様に、ステップＳ４０７で認証サーバ２０２から送信された認証通知兼更新通知のＩＰパケットは、ステップＳ４１１において、送信元送信機である路側機２０１ｃに受信される。そして、路側機２０１ｃは認証通知兼更新通知５１０を送信する。
【０３４１】
しかし、図１０の例では、ステップＳ４１１の時点で、車載装置１００を搭載した車両３０５は既にステップＳ４０４にいた位置から離れており、路側機２０１ｃとの通信範囲から出てしまっている。そのため、路側機２０１ｃが送信した認証通知兼更新通知５１０は車載装置１００に受信されない。
【０３４２】
また、ステップＳ４０７で認証サーバ２０２から送信された認証通知兼更新通知のＩＰパケットは、ステップＳ４１２において、送信元近傍送信機である路側機２０１ｈに受信される。そして、路側機２０１ｈは認証通知兼更新通知５１０を送信する。しかし、車載装置１００を搭載した車両３０５は路側機２０１ｈの付近にはないので、路側機２０１ｈが送信した認証通知兼更新通知５１０は車載装置１００に受信されない。
【０３４３】
さて、車載装置１００においては、ステップＳ４０９での認証通知兼更新通知５１０の受信を契機として、ステップＳ４１３において図９のステップＳ３０７の処理が行われる。すなわち、ステップＳ４１３で車載装置１００は鍵情報を更新する。
【０３４４】
そして、続くステップＳ４１４は図９のステップＳ３０８に相当し、ステップＳ４１４で車載装置１００は、鍵情報受領通知５０６を送信する。なお、ステップＳ４０９からステップＳ４１４までの時間は、実際には非常に短いので、ステップＳ４１４の時点でも、車両３０５はまだ交差点３０２ｄの付近にあり、車載装置１００は路側機２０１ｇの通信範囲内にある。
【０３４５】
よって、ステップＳ４１４で送信された鍵情報受領通知５０６は、ステップＳ４１５で無事に路側機２０１ｇに受信される。そして、路側機２０１ｇは、ネットワーク２０４を介して鍵情報受領通知のＩＰパケットを認証サーバ２０２に送信する。
【０３４６】
すると、ステップＳ４１６で認証サーバ２０２は、ステップＳ４０７で送信した認証通知兼更新通知に対する返信としての鍵情報受領通知を受信する。そして、認証サーバ２０２は図５のステップＳ２１１と同様に、最新送信版の鍵情報を認証利用版としてコピーする。
【０３４７】
したがって、車両３０５がいずれ走行を終えて車載装置１００の電源が切られ、次に再び車載装置１００の電源が入れられたとき、車載装置１００は認証に使うための新たな鍵情報を既に格納部１０５に保持していることになる。よって、次回の認証を行おうとする段になって改めて車載装置１００が新たな鍵情報を要求する必要はない。
【０３４８】
つまり、次に再び車載装置１００の電源が入れられたとき、車載装置１００は、格納部１０５に格納済みの鍵情報を用いて図９の処理を行うことができる。換言すれば、車載装置１００への電源投入から認証結果の受信までの時間は、鍵情報の更新にかかる時間が含まれない分だけ、短くて済む。なお、この時間短縮の効果は、他の実施形態においても同様に得られる。
【０３４９】
さて、続いて第３実施形態について、第１実施形態との違いを中心に説明する。第３実施形態は、無線通信路の通信品質に関して車載装置１００ではなく認証サーバ２０２が推測を行う実施形態である。
【０３５０】
つまり、第３実施形態における車載装置１００は、ＵＬ方向のフレームの送信に関して、特に通信品質を考慮することなく単純にフレームの送信を行い、認証サーバ２０２からの返信がなければタイムアウトしてフレームを再送するだけである。他方、認証サーバ２０２は、車載装置１００の位置を把握し、把握した位置に基づいて、車載装置１００がいずれかの路側機２０１との間で無線通信可能な状態か否かを推測する。
【０３５１】
具体的には、車載装置１００は、車載装置１００自身の位置を示す情報を位置通知として送信する。そして、認証サーバ２０２は、車載装置１００から送信されてきた位置通知を利用して、車載装置１００がいずれかの路側機２０１との間で無線通信可能な状態か否かを推測する。認証サーバ２０２は、推測結果にしたがい、車載装置１００への鍵情報の送信のタイミングを決定し、送信時の中継点となる路側機２０１を選択する。
【０３５２】
なお、車載装置１００からの位置通知の送信は、定期的に行われてもよいし、不定期に行われてもよい。以下では説明の便宜上、車載装置１００が、電源投入後から、認証に関する処理とは独立して、位置通知の送信を繰り返すものとする。
【０３５３】
例えば、外部センサ１１０が位置センサを含む場合、車載装置１００の情報送信処理部１０４は、位置センサから出力される位置情報（例えば緯度と経度の組）を含む位置通知のフレームのデータを定期的に作成してもよい。そして、情報送信処理部１０４は、上位機器インタフェース部１０２にフレームの送信を命じ、上位機器インタフェース部１０２が位置通知のフレームを送信してもよい。
【０３５４】
あるいは、路側機２０１がビーコンフレームをブロードキャストしてもよい。そして、車載装置１００がビーコンフレームの受信に反応して返すフレームが位置通知として使われてもよい。
【０３５５】
なお、路側機２０１によるビーコンフレームの送信間隔は任意だが、路側機２０１は、例えば所定の間隔でビーコンフレームを送信してもよい。送信間隔は、例えば、信号機が赤の期間中に複数回の送信が行われる程度の間隔でもよい。
【０３５６】
また、ビーコンフレームには、送信元の路側機２０１を識別する路側機識別情報が含まれてもよい。路側機識別情報は、例えば下記（ｅ１）〜（ｅ４）のような情報であり、認証サーバ２０２にも予め登録されている。
（ｅ１）路側機２０１に予め割り当てられているＩＤ。
（ｅ２）路側機２０１のＩＰアドレス。
（ｅ３）路側機２０１の位置を示す緯度と経度の組。
（ｅ４）上記（ｅ１）〜（ｅ３）のうち２つ以上の任意の組み合わせ。
【０３５７】
例えば、車載装置１００を搭載した車両３０５が図３の交差点３０２ｂを通過するとき、車載装置１００は、路側機２０１ｃからのビーコンフレームを受信するかもしれない。そして、車両３０５が道路３０１ａを直進して交差点３０２ｆに至り、そのとき信号機３０３ｋが赤になっていれば、車両３０５はしばらく停止し、車載装置１００は路側機２０１ｋからのビーコンフレームを複数回受信するかもしれない。車載装置１００は、具体的には以下のようにして、ビーコンフレームの受信のたびに位置通知のフレームを送信することができる。
【０３５８】
すなわち、車載装置１００において上位機器インタフェース部１０２は、ビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームに含まれる路側機識別情報を情報受信処理部１０３に出力する。すると、情報受信処理部１０３は路側機識別情報を情報送信処理部１０４に出力し、情報送信処理部１０４は路側機識別情報から位置通知のフレームのデータを生成する。そして、情報送信処理部１０４はフレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じ、上位機器インタフェース部１０２はフレームを送信する。
【０３５９】
以上のように、外部センサ１１０である位置センサの出力または路側機２０１からのビーコンフレームに含まれる路側機識別情報に基づいて、車載装置１００は位置通知のフレームを送信することができる。車載装置１００が送信する位置通知のフレームの具体例は、例えば、図８Ｂの位置通知５１１である。
【０３６０】
位置通知５１１は、車載装置１００の位置を認証サーバ２０２に通知するためにＵＬ方向に送信される。位置通知５１１は、所定パターンのビット列が指定されたプリアンブルに続いて、ヘッダとして、位置通知５１１におけるフィールドの配置を示すデータマップ情報と、車載装置ＩＤを含む。また、図８Ｂの位置通知５１１は、“１２３４５６７８９”という車載装置ＩＤを持つ車載装置１００が位置を通知する場合の例である。
【０３６１】
位置通知５１１はＵＬ方向に送信されるフレーム５００なので、位置通知５１１において公開ＤＬ情報は使われない。
なお、位置通知５１１は、認証とは独立して送信されるので、認証フラグの２ビット目の値は便宜的に“０”に設定され、認証フラグ全体の値は“１０”である。また、ペイロードのうち、秘密ＵＬ情報のフィールドには、車両３０５の位置を示す位置情報が設定される。位置情報は、外部センサ１１０である位置センサから出力される緯度と経度の組でもよいし、車両３０５の位置を近似的に示す路側機識別情報でもよい。ペイロード内の他のフィールドは、位置通知５１１では省略される。
【０３６２】
以上のような位置情報を含む位置通知が路側機２０１により中継されると、認証サーバ２０２は位置情報から車載装置１００の位置を把握することができる。あるいは、より単純に、認証サーバ２０２は次のようにして車載装置１００の位置を把握してもよい。
【０３６３】
すなわち、路側機２０１はビーコンフレームを送信する。このビーコンフレームには路側機識別情報が含まれなくてもよい。車載装置１００は、ビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームの受信を通知する受信通知のフレームを、位置通知のフレームとして送信する。この場合、位置通知のフレームは、図８Ｂの位置通知５１１とは異なり、秘密ＵＬ情報を持たなくてもよい。その理由は次のとおりである。
【０３６４】
もし位置通知のフレームが路側機２０１において無事受信されるならば、路側機２０１は位置通知を認証サーバ２０２に中継する。その際、位置通知のＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスとして、路側機２０１は路側機２０１自身のＩＰアドレスを設定する。すると、位置通知のＩＰパケットを受信した認証サーバ２０２は、送信元ＩＰアドレスから、車載装置１００がどの路側機２０１の近傍にいるときに位置通知のフレームを送信したのかを把握することができる。つまり、認証サーバ２０２は、送信元ＩＰアドレスに基づいて、車載装置１００の位置を路側機２０１の位置により近似して把握することができる。
【０３６５】
よって、車載装置１００が位置通知として送信するフレームおよび路側機２０１が位置通知として中継するＩＰパケットには、図８Ｂの位置通知５１１に含まれるような位置情報があってもよいし、なくてもよい。いずれにしろ、認証サーバ２０２は位置通知から車載装置１００の位置を把握することができる。
【０３６６】
以下、第３実施形態において車載装置１００と認証サーバ２０２がそれぞれ行う処理について、図１１〜１２を参照してさらに詳しく説明する。
図１１は、第３実施形態における車載装置の動作のフローチャートである。
【０３６７】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０５とそれぞれ同じなので、説明を省略する。なお、検出されたトリガが拒否通知の受信であるとステップＳ５０５で判断されれば、図１１の処理が終了し、検出されたトリガが認証通知の受信であれば、処理はステップＳ５０５からステップＳ５０６に移行する。また、検出されたトリガがタイムアウトであれば、処理はステップＳ５０５からステップＳ５０３に戻る。
【０３６８】
以上のステップＳ５０１〜Ｓ５０５の処理により、通信環境が悪ければ必要に応じて認証要求のフレームの再送が繰り返される。よって、いずれは結局、認証通知と拒否通知のいずれかの受信がトリガとして検出される。
【０３６９】
ステップＳ５０６で情報送信処理部１０４は、図４のステップＳ１０７と同様に、鍵情報更新要求のフレーム用のデータを生成し、生成したデータを上位機器インタフェース部１０２に出力する。そして、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じる。すると、上位機器インタフェース部１０２は命令にしたがって、必要に応じて暗号化やプリアンブルの付加などの処理を行い、鍵情報更新要求のフレームを送信する。
【０３７０】
また、情報送信処理部１０４は、フレームの送信を上位機器インタフェース部１０２に命じた後、タイマをタイムアウト検出用の所定の時間に設定する。なお、フレームの再送に備えて、情報送信処理部１０４は、鍵情報更新要求のフレーム用のデータを保持してもよい。また、タイムアウト検出用の時間の長さに関しては、ステップＳ５０８の説明の後で説明する。
【０３７１】
続いて、ステップＳ５０７で情報送信処理部１０４は、後続の処理を行うためのトリガとなるイベントの発生を待つ。そして、トリガとなるイベントが発生すると、処理はステップＳ５０８に移行する。本実施形態ではステップＳ５０７でトリガとなるイベントには、鍵情報更新通知の受信とタイムアウトの２種類がある。
【０３７２】
もしステップＳ５０６においていずれかの路側機２０１との間に良好な品質の無線通信路が確立されていれば、ステップＳ５０６で送信した鍵情報更新要求は認証サーバ２０２に到達する。その場合、タイムアウト検出用の所定の時間が適切に設定されていれば、タイマがタイムアウトする前に、上位機器インタフェース部１０２は鍵情報更新通知のフレームを受信する。
【０３７３】
すると、上位機器インタフェース部１０２は受信した鍵情報更新通知のフレームのデータを情報受信処理部１０３に出力する。また、情報受信処理部１０３は、上位機器インタフェース部１０２からのデータの入力を、鍵情報更新通知の受信というトリガの発生として検出し、トリガの検出を情報送信処理部１０４に通知する。
【０３７４】
すると、情報送信処理部１０４は、ステップＳ５０６で設定したタイマを無効化する。また、情報送信処理部１０４は、もし再送用に鍵情報更新要求のフレーム用のデータを保持しているのであれば、鍵情報更新要求のフレーム用のデータを破棄する。
【０３７５】
他方、鍵情報更新通知の受信というトリガの発生が情報受信処理部１０３から通知される前にタイマがタイムアウトすると、情報送信処理部１０４は、ステップＳ５０７においてタイムアウトをトリガの発生として検出する。
【０３７６】
以上のようにして、情報送信処理部１０４がトリガの発生を、情報受信処理部１０３からの通知またはタイマのタイムアウトにより認識すると、処理はステップＳ５０８に移行する。
【０３７７】
ステップＳ５０８で情報送信処理部１０４は、トリガとして検出されたイベントの種類を判断する。検出されたトリガが鍵情報更新通知の受信であれば、処理はステップＳ５０９に移行する。また、検出されたトリガがタイムアウトであれば、処理はステップＳ５０６に戻る。
【０３７８】
以上のステップＳ５０６〜Ｓ５０８の処理により、必要に応じて鍵情報更新要求のフレームの再送が繰り返される。よって、いずれは結局、鍵情報更新通知の受信がトリガとして検出される。なお、ステップＳ５０７でのタイムアウトの時間は、第１実施形態の図４のステップＳ１０７で設定されるタイムアウトの時間と同じでもよいし、それより長くてもよいし、それより短くてもよい。
【０３７９】
例えば、車両３０５が走行している最中に車載装置１００がステップＳ５０６で鍵情報更新要求５０４を送信することがある。その場合でも、鍵情報更新要求５０４はペイロードが非常に短いフレームなので、たまたま近傍に路側機２０１があれば、路側機２０１が鍵情報更新要求５０４の受信に成功することがある。すると、認証サーバ２０２に鍵情報更新要求が到達する。
【０３８０】
他方、車両３０５はなかなか赤信号に遭遇せずに走行を続けるかもしれない。そして、鍵情報更新通知５０５のように、鍵情報更新要求５０４と比べてペイロードのデータ量が多く、フレーム長の長いフレームの受信が成功するのは、ある程度安定した良好な通信品質の通信環境においてである。よって、もし車両３０５が赤信号に遭遇せずに高速で走行し続けている場合、なかなか安定した良好な通信品質の通信環境にはならないかもしれない。
【０３８１】
以上のような場合を考慮に入れて重視するならば、ステップＳ５０６で設定されるタイムアウトの時間は、ステップＳ１０７で設定されるタイムアウトの時間より長くてもよい。
【０３８２】
逆に、「車両３０５が走行している最中に送信した鍵情報更新要求５０４を路側機２０１が偶然うまく受信するような場合は無視する」という方針も考えられる。この方針にしたがうならば、ステップＳ５０６で設定されるタイムアウトの時間は、ステップＳ１０７で設定されるタイムアウトの時間より短くてもよい。
【０３８３】
ステップＳ５０６で設定されるタイムアウトの時間が適切に短ければ、鍵情報更新要求５０４の送信から鍵情報更新通知５０５の受信までの間、同じ路側機２０１との間で安定して良好な通信品質が保てるような環境でない限り、車載装置１００はタイムアウトする。そして、車載装置１００は、タイムアウトのたびに鍵情報更新要求５０４を再送する。
【０３８４】
さて、ステップＳ５０９では、情報受信処理部１０３が、図４のステップＳ１１０と同様にして鍵情報の更新を行う。また、第３実施形態においては鍵情報更新通知の送信タイミングを認証サーバ２０２が制御するために位置通知が使われるので、鍵情報の更新後は位置通知の送信は不要である。よって、情報受信処理部１０３は、位置通知の送信を停止させる。
【０３８５】
さらに、次のステップＳ５１０では、情報送信処理部１０４と上位機器インタフェース部１０２が協働して、図４のステップＳ１１１と同様にして鍵情報受領通知のフレームを送信する。そして、図１１の処理は終了する。
なお、ステップＳ５０９とＳ５１０の実行順は逆でもよい。あるいは、ステップＳ５０９とＳ５１０の処理が並行して行われてもよい。
【０３８６】
続いて、第３実施形態における認証サーバ２０２の動作を説明する。第３実施形態においても、認証サーバ２０２は、任意のタイミングで任意の車載装置１００から任意の路側機２０１を介して情報を受信する可能性があり、情報の受信を契機として各種処理を行う。
【０３８７】
図１２は、第３実施形態において、認証サーバが車載装置から情報を受信したときの処理のフローチャートである。なお、図１２に関する説明においては、図１２の処理の開始の契機となった情報の送信元の車載装置１００を「送信元の車載装置１００」という。
【０３８８】
ステップＳ６０１で認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００から受信した情報の内容が認証要求、鍵情報更新要求、位置通知、鍵情報受領通知のいずれであるかを判断する。認証要求が受信された場合、処理はステップＳ６０２に移行し、鍵情報更新要求が受信された場合、処理はステップＳ６０８に移行し、位置通知が受信された場合、処理はステップＳ６１２に移行し、鍵情報受領通知が受信された場合、処理はステップＳ６１３に移行する。
【０３８９】
ステップＳ６０２〜Ｓ６０７はそれぞれ図５のステップＳ２０２〜Ｓ２０７と同じなので説明を省略する。
また、受信したＩＰパケットが鍵情報更新要求のＩＰパケットであった場合、認証サーバ２０２はステップＳ６０８において、図５のステップＳ２０８と同様にして、新たな鍵情報を作成する。そして、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤと対応づけて、作成した鍵情報を最新送信版として記憶する。
【０３９０】
続いて、次のステップＳ６０９で認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００を搭載した車両３０５の位置から推測される通信品質が良好になるまで待機する。第３実施形態において認証サーバ２０２は、位置通知に基づいて送信元の車載装置１００の位置（つまり車両３０５の位置）を認識しているので、位置から通信品質を推測することができる。
【０３９１】
例えば、位置通知に、位置センサの出力した緯度と経度により表される位置情報が含まれる場合、認証サーバ２０２は、車載装置１００から直近に受信した位置通知に含まれる位置情報が示す位置と、鍵情報更新要求を中継した路側機２０１の位置を比較してもよい。車載装置１００による位置通知の送信間隔が適宜に定められていれば、認証サーバ２０２は、２つの位置が所定の距離内にあるとき、通信品質が良好であると推測することができる。
【０３９２】
なぜなら、２つの位置が所定の距離内にあれば、「車両３０５がしばらく１箇所で停止しているか、速度が遅いためにせいぜい上記の所定の距離しか移動することができない間に、直近の位置通知と今回受信した鍵情報更新要求が送信された」と見なせるからである。車両３０５が停止ないし徐行していれば通信環境が安定していると期待され、また、停止ないし徐行している最中に直近の位置通知と今回受信した鍵情報更新要求が送信されたとすれば、車載装置１００はいずれかの路側機２０１と通信可能な位置にある。よって、認証サーバ２０２は、比較した２つの位置が所定の距離内にあるとき、通信品質が良好であると推測してもよい。なお、ここでの「所定の距離」は、例えば路側機２０１の通信可能範囲の大きさに応じて定められることが望ましい。
【０３９３】
あるいは、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００から直近の位置通知を受信した受信時刻と現在時刻の差から、通信品質を推測してもよい。すなわち、認証サーバ２０２は、受信時刻と現在時刻の差が所定の閾値以下のとき、通信品質が良好であると推測してもよい。
【０３９４】
例えば、車載装置１００が１０秒間隔で位置通知のフレームを送信する場合に、直近の位置通知を受信した受信時刻と現在時刻の差が２５秒あったとする。この場合、車載装置１００が位置通知のフレームを送信したにもかかわらず、いずれの路側機２０１によっても中継されず、認証サーバ２０２に到達しなかった位置通知が２回あったということである。
【０３９５】
この場合、車載装置１００を搭載した車両３０５は、例えば路側機２０１の存在しないところを走行中なのかもしれないし、他の車両によって路側機２０１との間が遮蔽されてしまったのかもしれない。いずれにせよ、車載装置１００と路側機２０１との間の通信品質は良好でないと推測される。つまり、鍵情報更新要求は、通信品質が安定していて良好だったから受信可能だったというよりも、偶然、受信されたのかもしれない。
【０３９６】
他方、直近の位置通知を受信した受信時刻と現在時刻の差が例えば１秒といった短い時間であれば、車載装置１００はまだ路側機２０１の付近に位置していると推測される。つまり、車載装置１００と路側機２０１との間で通信可能な状態がまだ持続していると推測される。そこで、認証サーバ２０２は、直近の位置通知を受信した受信時刻と現在時刻の差が所定の閾値以下のとき、通信品質が良好であると推測してもよい。
【０３９７】
あるいは、認証サーバ２０２は、受信した位置通知の履歴を使って通信品質を推測してもよい。例えば、直近の２回あるいはそれ以上の位置通知が同じ路側機２０１を介して認証サーバ２０２に中継された場合、車両３０５は、中継点の路側機２０１の付近で停止ないし徐行していると推測される。したがって、車載装置１００と中継点の路側機２０１との間の無線通信路の通信品質は、安定した良好なものだと推測される。よって、認証サーバ２０２は、受信した直近の所定回数（例えば２回）の位置通知を中継した路側機２０１が同じとき、通信品質が良好であると推測してもよい。
【０３９８】
また、認証サーバ２０２は、信号機の状態を表す信号機情報を交通管制サーバ２０３から受け取り、信号機情報と受信した位置通知の履歴を使って通信品質を推測してもよい。位置通知の送信間隔が適切に定められていれば、受信した位置通知の履歴から、認証サーバ２０２は、車両３０５の走行方向を認識することができる。よって、信号機情報を用いることで、認証サーバ２０２は、車両３０５が赤信号で停止するタイミングを推測することができる。
【０３９９】
例えば、車両３０５が、図３の道路３０１ａを交差点３０２ａから交差点３０２ｆに向かって走行するとする。この場合、認証サーバ２０２は、順に、路側機２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｈ、２０１ｋを介して位置通知を受信するかもしれない。そして、路側機２０１ｋを介した位置通知の受信と前後して、認証サーバ２０２は、同じく路側機２０１ｋを介して鍵情報更新要求を受信するかもしれない。
【０４００】
この場合、認証サーバ２０２は、位置通知の受信履歴から、車両３０５は道路３０１ａ上を走行していることを認識することができる。また、認証サーバ２０２は、交通管制サーバ２０３から信号機情報を得て、車両３０５の走行方向の進行の可否を示す信号機３０３ｋの状態を認識することができる。
【０４０１】
もし信号機３０３ｋが赤信号であれば、認証サーバ２０２は、「車両３０５は、路側機２０１ｋの近傍で赤信号による停止中であるから、車載装置１００と路側機２０１ｋとの間の通信路の通信品質は良好である」と推測する。他方、信号機３０３ｋが青信号であれば、認証サーバ２０２は、「たまたま路側機２０１ｋを介した通信が成功したが、車両３０５は停止中とは限らず、したがって、通信品質も良好であるとは限らない」と推測する。黄信号に関しては、実施形態に応じて認証サーバ２０２は「通信品質が良好」と推測することにしてもよいし、「通信品質が良好であるとは限らない」と推測することにしてもよい。
【０４０２】
以上、ステップＳ６０９における認証サーバ２０２の判断基準についていくつか例示したが、いずれの判断基準にしたがうにしろ、認証サーバ２０２は、送信元の車載装置１００の位置から推測される通信品質が良好になるまで待機する。そして、通信品質が良好だという推測結果を認証サーバ２０２が得ると、処理はステップＳ６１０に移行する。
【０４０３】
そして、次のステップＳ６１０で認証サーバ２０２は、車両３０５の近傍の路側機２０１を、返信時の中継点として選択する。具体的には、認証サーバ２０２は、直近の位置通知を中継した路側機２０１を、返信時の中継点として選択する。
【０４０４】
続くステップＳ６１１では、認証サーバ２０２が、ネットワーク２０４とステップＳ６１０で選択した路側機２０１とを介して、最新送信版の鍵情報を送信元の車載装置１００に返信する。そして、図１２の処理は終了する。
【０４０５】
また、認証サーバ２０２は、位置通知を受信したとき、ステップＳ６１２において送信元の車載装置１００の車載装置ＩＤに対応づけて、受信した位置通知が示す位置情報を記憶する。上記のように、認証サーバ２０２が受信する位置通知は、実施形態に応じて、緯度と経度の組により車載装置１００の位置を示す位置情報を含んでいることもある。あるいは、位置通知は、実施形態に応じて、当該位置通知を中継した路側機２０１のＩＤやＩＰアドレスなどにより近似的に車載装置１００の位置を表していてもよい。
【０４０６】
よって、認証サーバ２０２は、ステップＳ６１２において、位置通知の形式に応じて、例えば、車載装置ＩＤと緯度と経度を対応づけて記憶してもよい。あるいは、認証サーバ２０２は、車載装置ＩＤと、位置通知を中継した路側機２０１のＩＰアドレスとを対応づけて記憶してもよい。また、認証サーバ２０２は、さらに、位置通知を受信した受信時刻を記憶してもよい。
【０４０７】
なお、緯度と経度の組により車載装置１００の位置を示す位置情報を位置通知が含む場合、認証サーバ２０２は、マップマッチングを行うことで位置情報を補正し、補正した位置情報を記憶してもよい。
【０４０８】
また、実施形態に応じて、認証サーバ２０２は各車載装置ＩＤごとに最新の位置通知についてのみ記憶してもよいし、位置通知の履歴を取ってもよい。位置通知の履歴を取る場合、認証サーバ２０２は、必要に応じて古い履歴を削除する処理も行う。
【０４０９】
以上のようにして位置通知の受信を契機として認証サーバ２０２が車載装置１００の位置を記憶すると、図１２の処理も終了する。
なお、認証サーバ２０２が鍵情報受領通知を受信したときに行うステップＳ６１３の処理は、図５のステップＳ２１１の処理と同じなので、説明を省略する。
【０４１０】
ところで、上記のどの実施形態においても、車載装置１００はコンピュータを使って実現することができる。また、認証サーバ２０２と交通管制サーバ２０３は、それぞれ、汎用的なコンピュータなどの適宜の情報処理装置により実現することができる。
【０４１１】
また、認証サーバ２０２と交通管制サーバ２０３が物理的には１台の同じコンピュータにより実現されていてもよい。あるいは逆に、複数のコンピュータにより認証サーバ２０２が実現されてもよいし、複数のコンピュータにより交通管制サーバ２０３が実現されてもよい。
【０４１２】
そこで、次に図１３を参照してコンピュータの構成例について説明する。また、図１の車載装置１００および図２の認証サーバ２０２と図１３のコンピュータの各部との関係についても説明する。
【０４１３】
図１３のコンピュータ６００は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）６０１、Read Only Memory（ＲＯＭ）６０２、ＲＡＭ６０３および通信インタフェース６０４を有する。また、コンピュータ６００は、入力装置６０５、出力装置６０６、記憶装置６０７および可搬型記憶媒体６１０の駆動装置６０８を有する。そして、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、通信インタフェース６０４、入力装置６０５、出力装置６０６、記憶装置６０７および駆動装置６０８は、バス６０９により互いに接続されている。
【０４１４】
通信インタフェース６０４は、コンピュータ６００がネットワーク２０４を介して他の装置と通信するためのインタフェースであり、有線通信インタフェース、無線通信インタフェース、またはその双方である。ネットワーク２０４には、プログラム提供者６１１である他のコンピュータがさらに接続されていてもよい。また、車載装置１００に使われるコンピュータ６００においては、通信インタフェース６０４は、ネットワーク２０４との間のインタフェースに加えて、路側機２０１との間の無線通信のためのインタフェースを含む。
【０４１５】
また、図１３では入力装置６０５と出力装置６０６が別々に図示されているが、入力装置６０５と出力装置６０６は、タッチスクリーンとして統合されていてもよい。もちろん、コンピュータ６００は、入力装置６０５としてさらに、キーボード、あるいはマウスなどのポインティングデバイスを有していてもよい。また、コンピュータ６００は、出力装置６０６としてさらに、スピーカやプリンタを有していてもよいし、タッチスクリーンではないディスプレイ装置を出力装置６０６として有していてもよい。
【０４１６】
記憶装置６０７は、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリ装置、またはその組み合わせである。記憶装置６０７の少なくとも一部が耐タンパ性を有していてもよい。耐タンパ性の記憶装置６０７は、鍵情報の保持に好適である。
【０４１７】
また、可搬型記憶媒体６１０としては、Compact Disc（ＣＤ）やDigital Versatile Disk（ＤＶＤ）などの光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリカードなどが利用可能である。
【０４１８】
ＣＰＵ６０１は、ＲＡＭ６０３にプログラムをロードしてＲＡＭ６０３をワークエリアとして用いながらプログラムを実行する。そして、ＣＰＵ６０１が実行する上記プログラムは、予めＲＯＭ６０２または記憶装置６０７にインストールされていてもよいし、可搬型記憶媒体６１０に格納されて提供され、駆動装置６０８により読み取られて記憶装置６０７にコピーされてもよい。あるいは、上記プログラムは、プログラム提供者６１１からネットワーク２０４を介して記憶装置６０７にダウンロードされてもよい。
【０４１９】
そして、以上のようなコンピュータ６００は、図２の認証サーバ２０２を実現することもできるし、交通管制サーバ２０３を実現することもできる。例えば、認証サーバ２０２がコンピュータ６００により実現される場合、記憶装置６０７には、車載装置ＩＤと対応づけられた認証利用版と最新送信版の鍵情報や、路側機配置情報が記憶される。また、第３実施形態の場合はさらに、記憶装置６０７に、車載装置ＩＤと対応づけられた位置情報が記憶される。
【０４２０】
また、図１の車載装置１００は、専用のハードウェアを使って実現することもできるが、少なくとも一部についてはプログラムを実行する汎用のコンピュータ６００を用いて実現することができる。もちろん、車載装置１００は、専用のハードウェアとコンピュータ６００の両者によって実現されていてもよい。
【０４２１】
例えば、図１３のコンピュータ６００を用いて図１の車載装置１００を次のように実現することが可能である。
画面インタフェース部１０１は、入力装置６０５と、出力装置６０６と、入力装置６０５と出力装置６０６を制御するプログラム（つまりデバイスドライバ）を実行するＣＰＵ６０１と、ワークエリアとしてのＲＡＭ６０３によって実現することができる。また、上位機器インタフェース部１０２は、通信インタフェース６０４に対応する。
【０４２２】
そして、情報受信処理部１０３と、情報送信処理部１０４と、画面エリア判定部１０６と、画面乱数処理部１０７は、プログラムを実行するＣＰＵ６０１と、ワークエリアとしてのＲＡＭ６０３により実現することができる。なお、ＲＡＭ６０３は、ユーザからの入力から得られる第１の情報（具体的には例えば軌跡情報）を記憶する第１の記憶手段としても機能する。
【０４２３】
また、格納部１０５は、例えば鍵情報を格納する記憶装置６０７により実現されてもよい。あるいは、メモリカードなどの可搬型記憶媒体６１０に鍵情報が格納され、格納部１０５が可搬型記憶媒体６１０と駆動装置６０８により実現されてもよい。いずれにせよ、格納部１０５は、第２の情報（具体的には例えば鍵情報）を記憶する第２の記憶手段の一例である。
【０４２４】
なお、細分化エリア情報が固定されている場合、細分化エリア情報は、画面エリア判定部１０６を実現するためのプログラム内において各種定数として定義されていてもよい。その場合も、プログラムはＲＯＭ６０２、記憶装置６０７、または駆動装置６０８を介して参照される可搬型記憶媒体６１０に格納されているので、細分化エリア情報を格納する格納部１０５は、ＲＯＭ６０２、記憶装置６０７、または可搬型記憶媒体６１０と駆動装置６０８により実現されていると言える。
【０４２５】
また、車両状態判定部１０８は、外部センサ１１０とコンピュータ６００との間の不図示のインタフェースと、当該インタフェースを介して受け取ったデータを使ってプログラムを実行するＣＰＵ６０１と、ＲＡＭ６０３により実現することができる。外部センサ１１０とコンピュータ６００との間のインタフェースは、専用のインタフェースカードなどを含んでもよいし、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）などの汎用的なインタフェースでもよい。
【０４２６】
なお、上記実施形態は様々に変形可能である。以下に、上記実施形態を変形するいくつかの観点を例示する。例えば、上記実施形態は、下記（ｆ１）〜（ｆ１５）の観点から様々に変形することができ、上記実施形態および下記の変形は、相互に矛盾しない限り、任意に組み合わせることが可能である。
【０４２７】
（ｆ１）鍵情報の更新の契機に関する変形
上記第１〜３実施形態では、鍵情報の更新は、車載装置１００からの鍵情報更新要求（あるいは鍵情報更新要求の役割を兼ねている認証要求兼更新要求）の送信を契機として行われる。しかし、実施形態によっては、車載装置１００から鍵情報の更新を要求することなく、認証サーバ２０２が鍵情報の更新のタイミングを制御してもよい。また、上記第１〜３実施形態では、鍵情報の更新は、認証に成功したときにのみ行われるが、鍵情報の更新は、認証の成否とは独立していてもよい。
【０４２８】
例えば、第１実施形態は、次のように変形されてもよい。すなわち、車載装置１００は、図４のステップＳ１０５において、検出されたトリガの種類が認証通知の受信であると判断した場合、図４の処理を終えてもよい。そして、車載装置１００は、図４の処理とは独立して、認証サーバ２０２からの鍵情報更新通知の受信の有無を監視し、鍵情報更新通知を受信したら図４のステップＳ１１０とＳ１１１の処理を行ってもよい。
【０４２９】
また、この場合、認証サーバ２０２は、車載装置１００の位置を考慮に入れずに鍵情報更新通知を送信してもよいし、車載装置１００の位置を考慮に入れて鍵情報更新通知を送信してもよい。
【０４３０】
例えば、認証サーバ２０２は、車載装置１００の位置を考慮に入れずに、システム２００内のすべての路側機２０１に対して定期的に車載装置１００に対する鍵情報更新通知を送信してもよい。すると、車載装置１００は、もしいずれかの路側機２０１からたまたま鍵情報更新通知を受信することができれば、受信を契機として、図４のステップＳ１１０とＳ１１１のように鍵情報の更新と鍵情報受領通知の送信を行う。この場合、認証サーバ２０２は車載装置１００の位置を考慮する必要がないので、車載装置１００からの位置通知も不要である。
【０４３１】
あるいは、車載装置１００が位置通知を送信し、認証サーバ２０２は鍵情報更新通知の送信のタイミングの制御および中継点となる路側機２０１の選択を位置通知に基づいて行い、鍵情報更新通知を送信してもよい。つまり、認証サーバ２０２は、図１２のステップＳ６０８〜Ｓ６１１の処理を、鍵情報更新要求の受信を契機として行うのではなく、例えば定期的なスケジュールにしたがって行ってもよい。
【０４３２】
なお、ステップＳ６０８〜Ｓ６１１の処理を行う契機が何であれ、通信インタフェース６０４とＣＰＵ６０１とＲＡＭ６０３は、協働して、車載装置１００から車両３０５の位置を示す位置情報を受信する受信手段として機能する。また、ステップＳ６０９において、ＣＰＵ６０１とＲＡＭ６０３は、複数の送信機（すなわち複数の路側機２０１）にそれぞれ対応する複数の範囲のいずれかに車両３０５の位置が含まれるか否かを位置情報に基づいて判断する判断手段として機能する。そして、ステップＳ６１０とＳ６１１では、通信インタフェース６０４とＣＰＵ６０１とＲＡＭ６０３は、協働して、車両３０５の位置を含むと判断された範囲に対応する送信機に対して鍵情報を送信する送信手段として機能する。なおここで、「車両３０５の位置を含むと判断された範囲に対応する送信機」とは、換言すれば、通信範囲内に車載装置１００があると判断され、中継点として選択された路側機２０１のことである。
【０４３３】
（ｆ２）鍵情報の更新タイミングに関する変形
実施形態によっては、車載装置１００に電源が入れられてから電源が切断されるまでの間に、１回だけ認証が行われるかもしれないし、複数回の認証が行われるかもしれない。
【０４３４】
例えば、交通管制サーバ２０３が異なる種類の複数のサービスを提供し、複数のサービスの認証をいずれも認証サーバ２０２が担う場合、認証サーバ２０２はサービスごとに認証を行ってもよい。そして、車載装置１００に電源が入れられてから電源が切断されるまでの間に、車両３０５が複数のサービスを受けることもありうる。また、例えば駐車場の料金支払いのようにユーザへの課金をともなうサービスの場合は、課金のたびに認証が行われてもよい。
【０４３５】
このように、車載装置１００に電源が入れられてから電源が切断されるまでの間に複数回の認証が行われる場合、ユーザからの入力は車載装置１００への電源投入直後の最初の１回だけに限ることがユーザビリティの観点から好ましい。しかし、鍵情報の更新は、認証が済むたびに行われることが望ましい。そのために、画面乱数処理部１０７は、画面エリア判定部１０６から出力された判定結果を、車載装置１００の電源が切断されるまでの間、ＲＡＭ６０３に保持し続けてもよい。
【０４３６】
また、複数回の認証のために、上記実施形態は次のように変形されてもよい。例えば、車載装置１００は、図４のステップＳ１０１とＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３〜Ｓ１１１の処理を認証のたびに繰り返してもよい。あるいは、車載装置１００は、図９のステップＳ３０１とＳ３０２の処理を行った後、ステップＳ３０３〜Ｓ３０８の処理を認証のたびに繰り返してもよい。また、車載装置１００は、図１１のステップＳ５０１とＳ５０２の処理を行った後、ステップＳ５０３〜Ｓ５１０の処理を認証のたびに繰り返してもよい。
【０４３７】
ただし、車載装置１００が拒否通知を受信した場合は、ステップＳ１０１、Ｓ３０１、またはＳ５０１での入力が不正だったと認証サーバ２０２により判断されたということである。よって、拒否通知を受信した場合、たとえ車載装置１００がステップＳ１０３〜Ｓ１１１、Ｓ３０３〜Ｓ３０８、またはＳ５０３〜Ｓ５１０の処理を繰り返したとしても、認証は再度失敗することが明らかである。したがって、車載装置１００は、拒否通知を受信した場合は上記の繰り返しを行うことなく、処理を終えてよい。
【０４３８】
また、上記（ｆ１）でも述べたが、鍵情報の更新のタイミングは、認証の成否とは独立していてもよい。あるいは、１回認証が成功した後で、車載装置１００の電源がオンになっている間は、車載装置１００は鍵情報の更新を繰り返し行ってもよい。
【０４３９】
例えば、車載装置１００は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行った後、認証が成功したか否かによらず、ステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理を繰り返してもよい。ステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理の繰り返しは、所定の間隔で行われてもよいし、ステップＳ１１１の処理の直後にステップＳ１０６の処理が行われてもよい。
【０４４０】
同様に、車載装置１００は、図１１のステップＳ５０１〜Ｓ５０５の処理を行った後、認証が成功したか否かによらず、ステップＳ５０６〜Ｓ５１０の処理を繰り返してもよい。ステップＳ５０６〜Ｓ５１０の処理の繰り返しは、所定の間隔で行われてもよいし、ステップＳ５１０の処理の直後にステップＳ５０６の処理が行われてもよい。
【０４４１】
あるいは、車載装置１００は、認証が成功した場合に、図４のステップＳ１１１または図９のステップＳ３０８の送信を行った後に、ステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理を繰り返してもよい。ステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理の繰り返しは、所定の間隔で行われてもよいし、ステップＳ１１１の処理の直後にステップＳ１０６の処理が行われてもよい。
【０４４２】
例えば上記のように鍵情報を繰り返し更新することにより、ある認証から次の認証までの時間が比較的長い場合にも、できるだけ新しい鍵情報が次の認証用情報の生成において使われることになる。このように、古い情報の使用をできるだけ避けることで、古い情報が盗まれることによるセキュリティ低下のリスクを減らすことができる。
【０４４３】
このように、上記実施形態は様々に変形することができるが、図４のステップＳ１０６とＳ１０７は、いずれの変形例においても、車両３０５の状態に基づいたタイミングで無線通信により更新要求を送信するステップに相当する。より詳しくは、ステップＳ１０６が、車両３０５が信号機から所定の範囲内で停止していると見なせる停止状態のときに更新要求を送信するよう、タイミングを決定する決定ステップに相当する。
【０４４４】
同様に、図９のステップＳ３０３とＳ３０４も、いずれの変形例においても、車両３０５の状態に基づいたタイミングで無線通信により更新要求（具体的には認証要求兼更新要求）を送信するステップに相当する。より詳しくは、ステップＳ３０３がステップＳ１０６と同様に上記決定ステップに相当する。
また、ステップＳ１０８とＳ３０５は、いずれも、更新要求に応じて無線通信により送信される新たな鍵情報を受信する受信ステップを含む。
【０４４５】
（ｆ３）更新対象の鍵情報に関する変形
鍵情報のうち、細分化エリア情報と乱数情報の双方が更新対象でもよいし、細分化エリア情報のみが更新対象でもよいし、乱数情報のみが更新対象でもよい。図７から明らかなように、細分化エリア情報のみが更新されるだけでも、細分化エリア情報の更新に応じて異なる認証用情報αが生成されることになる。また、式（１）と（３）から明らかなように、乱数情報のみが更新されるだけでも、画面乱数処理部１０７が例えば関数ｆＡまたはｆＣを用いて認証用情報αを生成する場合には、乱数情報の更新に応じて異なる認証用情報αが生成されることになる。
【０４４６】
（ｆ４）認証サーバ２０２による中継点の路側機２０１の選択に関する変形
認証サーバ２０２は、車載装置１００への通信の中継点となる路側機２０１を選択する際に、路側機は位置情報と車載装置１００の位置の双方を考慮に入れてもよい。
【０４４７】
例えば、車載装置１００からの位置通知を何回か認証サーバ２０２が受信している場合、認証サーバ２０２は、車載装置１００を搭載した車両３０５がどの道路をどの方向に走行中かを認識することができる。つまり、認証サーバ２０２は、位置通知により通知された車載装置１００の位置を必要に応じてマップマッチングなどの処理により補正し、複数の位置通知でそれぞれ通知された位置の変化から、車両３０５が走行中の道路と走行方向を認識することができる。そこで、認証サーバ２０２は、複数の送信元近傍路側機のうち、送信元路側機から見て車両３０５の走行方向と逆側にあるものは、ＩＰパケットの送信先から除外してもよい。
【０４４８】
（ｆ５）認証要求の送信タイミングに関する変形
第１実施形態において車載装置１００は、図４に示すように、認証要求５０１に関しては通信品質の良さの推測を行わずに単に送信を行い、鍵情報更新要求５０４に関しては通信品質の良さの推測を行って送信タイミングを調整する。しかし、実施形態によっては、車載装置１００は、認証要求５０１に関しても図４のステップＳ１０６と同様に通信品質の良さの推測を行って送信タイミングを調整してもよい。それにより、結果的に失敗に終わる無駄な送信を減らすことができる。
【０４４９】
（ｆ６）入力支援に関する変形
画面インタフェース部１０１がユーザからの入力を受け付けるにあたり、情報送信処理部１０４は、入力支援のための情報を画面に表示するよう、画面インタフェース部１０１を制御してもよい。入力支援により、ユーザビリティが向上する。
【０４５０】
例えば、情報送信処理部１０４は、図形の入力を開始する位置を、矢印や丸などによりハイライト表示するよう、画面インタフェース部１０１を制御してもよい。すると、「入力位置のずれが原因で、正しい入力が不正な入力と判断される」といった事態が避けやすくなる。
【０４５１】
なお、ハイライト表示する対象となる入力開始位置が、ユーザが図形を認証サーバ２０２に登録したときの入力開始位置に固定される場合は、格納部１０５には予め、固定される当該入力開始位置を示す情報が登録されるものとする。そして、情報送信処理部１０４は、格納部１０５に登録された情報を読み出して、上記のように画面インタフェース部１０１にハイライト表示の指示を与える。
【０４５２】
逆に、情報送信処理部１０４は、ユーザからの入力の受け付けのたびにランダムな位置を選び、選んだ位置をハイライト表示するよう、画面インタフェース部１０１を制御してもよい。このようにハイライト表示する対象となる入力開始位置が可変の場合は、情報受信処理部１０３は、入力開始位置として選んだ位置の座標を、認証用情報とあわせて認証要求のフレームに含め、認証サーバ２０２に通知する。
【０４５３】
また、「入力位置のずれが原因で、正しい入力が不正な入力と判断される」といった事態を避けるためには、情報受信処理部１０３は、ガイド表示として画面上に例えば格子を表示するよう、画面インタフェース部１０１を制御してもよい。すると、ユーザは、格子を頼りに、ユーザが図形を認証サーバ２０２に登録したときの入力開始位置に近い位置から入力を開始することができるようになるので、ユーザビリティが向上する。
【０４５４】
（ｆ７）ユーザからの入力の内容に関する変形
上記実施形態においては、ユーザから入力される図形的な情報として、手書きの署名、図６の軌跡４０３、図７の軌跡４０５、および軌跡４０７を例示した。しかし、実施形態によっては、ユーザから入力される図形的な情報は、上記の例が示すような連続的な軌跡を描くものでなくてもよい。
【０４５５】
例えば、画面インタフェース部１０１はソフトウェアキーボード機能を有していてもよい。なお、画面インタフェース部１０１は、キーの位置を固定して画面に表示してもよいし、表示のたびにキーの位置をランダムに入れ換えて画面上にキーボードあるいはテンキーなどを表示してもよい。
【０４５６】
具体的には、画面インタフェース部１０１は、画面上にキーボードあるいはテンキーなどを表示し、画面上に表示されたどのキーをユーザが指定したか、そして、キーが指定された順序と間隔はどうだったかを検出してもよい。つまり、画面インタフェース部１０１は、空間内の複数の位置がユーザからの入力により指定される順序、間隔、またはその組み合わせを情報受信処理部１０３に出力してもよい。
【０４５７】
この場合、細分化エリア情報は各キーが表示されるエリアを規定する情報であり、乱数情報は、各キーが表示されるエリアにそれぞれランダムな値を対応づける情報である。また、画面乱数処理部１０７は、認証用情報αの生成にあたり、エリアの通過にかかった時間の代わりに、キーが指定される間隔またはキーに接触されていた時間を使うことができる。
【０４５８】
例えば、ソフトウェアキーボード機能により画面上に表示される“Ｘ”と“Ｙ”と“Ｚ”という３つのキーがこの順で指定され、“Ｘ”と“Ｙ”の指定の間隔は１．０秒、“Ｙ”と“Ｚ”の指定の間隔は０．７秒であったとする。また、“Ｘ”と“Ｙ”と“Ｚ”という３つのキーが表示されるエリアにそれぞれ対応する乱数が、１９３５と４０１８と６２５３であるとする。
【０４５９】
すると、画面乱数処理部１０７は、実施形態に応じて、１９３５と４０１８と６２５３という３つの乱数を引数とする関数により認証用情報αを生成してもよいし、１．０と０．７という２つの時間を引数とする関数により認証用情報αを生成してもよい。あるいは、画面乱数処理部１０７は、１９３５と１．０と４０１８と０．７と６２５３という計５つの値を引数とする関数により認証用情報αを生成してもよい。
【０４６０】
また、画面乱数処理部１０７は、認証用情報αの生成において、キーが指定される間隔の代わりに、またはキーが指定される間隔とともに、キーが表示されるエリア内での画面への接触が持続していた時間を用いてもよい。
【０４６１】
そして、上記のソフトウェアキーボードに関する変形例と同様に、画面インタフェース部１０１がハードウェアキーボードを介してユーザから文字による入力を受け付ける変形例も可能である。この場合、鍵情報は細分化エリア情報を含まなくてよい。そして、乱数情報は、各キーにそれぞれランダムな値を対応づける情報である。また、画面乱数処理部１０７は、認証用情報αの生成にあたり、エリアの通過にかかった時間の代わりに、キーの押されていた時間、キーが押される間隔、またはその組み合わせを使うことができる。
【０４６２】
（ｆ８）鍵情報に関する変形
例えば、認証サーバ２０２は、あるとき、画面を８行・５列に４０分割する図６の鍵情報４０１を車載装置１００に通知してもよい。そして、車載装置１００の画面エリア判定部１０６は、いくつかのエリアを併合することで、鍵情報４０１が規定する細分化よりも粗く画面を細分化するパターンを作成し、作成したパターンにおいて定義したエリアに基づいて、上記（ａ１）と（ａ２）の判定を行ってもよい。
【０４６３】
例えば、画面エリア判定部１０６は、１〜４行目を併合し、５〜８行目を併合することで、画面を２行・５列に１０分割するパターンを作成してもよい。すると、図６の軌跡４０３は、併合後の１行目の１列目のエリア、併合後の１行目の２列目のエリア、併合後の１行目の１列目のエリア、という延べ３つのエリアを通ると判定される。
【０４６４】
そして、軌跡４０３が併合後の１行目の１列目のエリアを最初に通過するときの通過時間は、式（１２）〜（１４）によれば１．３（＝０．３＋０．４＋０．６）秒である。また、併合後の１行目の２列目のエリアの通過時間は、式（１５）と（１６）によれば１．４（＝１．０＋０．４）秒である。そして、軌跡４０３が併合後の１行目の１列目のエリアを最後に通過するときの通過時間は、式（１７）と（１８）によれば０．３（＝０．２＋０．１）秒である。
【０４６５】
また、画面エリア判定部１０６は、併合後の各エリアに対応する乱数を、併合前のエリアの乱数を連結することで求めることができる。例えば、元の鍵情報４０１における１列目において１〜４行目の４つのエリアを併合したエリアに対応する乱数は、元の４つのエリアに対応する４つの乱数を文字列として連結した２６１５３６７３５７３２００４４である。同様に、併合後の１行目の２列目のエリアに対応する乱数は、５４９９９４３３１８８２５８１２である。
【０４６６】
したがって、この場合、画面乱数処理部１０７は下記の式（２２）〜（２８）を用いて認証用情報αを求める。
ｍ＝３                                                      （２２）
ｒａｎｄｔ（１）＝２６１５３６７３５７３２００４４              （２３）
ｒａｎｄｔ（２）＝５４９９９４３３１８８２５８１２              （２４）
ｒａｎｄｔ（３）＝２６１５３６７３５７３２００４４              （２５）
ｐａｓｓｔ（１）＝１．３                                        （２６）
ｐａｓｓｔ（２）＝１．４                                        （２７）
ｐａｓｓｔ（３）＝０．３                                        （２８）
【０４６７】
また、画面乱数処理部１０７は、「１〜４行目を併合し、５〜８行目を併合することで、画面を２行・５列に１０分割するパターンを用いた」ということを示す情報（以下「細分化変更情報」という）を、認証用情報αとあわせて、情報送信処理部１０４に出力する。すると、情報送信処理部１０４は、認証用情報αだけでなく細分化変更情報も認証要求５０１の秘密ＵＬ情報のフィールドに設定する。
【０４６８】
その結果、認証サーバ２０２も細分化変更情報を認識することができ、細分化変更情報を考慮に入れて、パスワードを抽出することができる。なお、以上のように、認証サーバ２０２から通知された細分化エリア情報に対して、車載装置１００が粗い分割の仕方を定めることには、次のような効果がある。すなわち、「細分化エリア情報によって定義されているエリアが小さいために、ユーザの入力の微妙なずれが原因で、認証に失敗してしまう」といった事態が防ぎやすくなる。
【０４６９】
また、この場合、認証のたびに鍵情報の更新を行うのではなく、鍵情報の更新は何回かの認証ごとに１度でもよい。その代わりに、エリアの併合の仕方（換言すれば細分化変更情報の内容）を認証のたびに適宜変えれば、認証のたびに異なる認証用情報αが生成される。
【０４７０】
あるいは、実施形態によっては、上記とは逆に、認証サーバ２０２が細分化変更情報を指定してもよい。
例えば、認証サーバ２０２は、ある鍵情報更新要求の受信を契機に、鍵情報４０１のような４０分割の鍵情報４０１とともに細分化変更情報も含む鍵情報更新通知を車載装置１００に返信してもよい。そして、認証サーバ２０２は、次の鍵情報更新要求の受信したときは、エリアの併合の仕方を変えた細分化変更情報のみを車載装置１００に返信してもよい。さらに次の鍵情報更新要求を受信したときも、認証サーバ２０２は同様にエリアの併合の仕方を変えた細分化変更情報のみを車載装置１００に返信してもよい。そして、さらに次の鍵情報更新要求を受信したとき、認証サーバ２０２は新たな鍵情報を生成し、新たな細分化変更情報とともに車載装置１００に通知してもよい。
【０４７１】
以上の例は、「鍵情報自体の更新が３回の認証ごとに１回だけ行われ、残りの２回は細分化変更情報の更新のみが行われる」という例である。もちろん、この「３回」という数値は単なる例示であり、実施形態に応じて適宜変更されてよい。
【０４７２】
（ｆ９）画面インタフェース部１０１に関する変形
第１〜３実施形態の画面インタフェース部１０１はタッチスクリーンを用いて実現される。しかし、実施形態によっては、タッチスクリーン以外の、空間的情報の入力用の他のユーザインタフェース装置により、画面インタフェース部１０１が実現されてもよい。
【０４７３】
例えば、画面インタフェース部１０１が、ペンタブレットやマウスなどのポインティングデバイスと、ディスプレイとを含んでもよい。そして、画面インタフェース部１０１は、ディスプレイ上にカーソルを表示し、ポインティングデバイスからの入力に応じてカーソルを移動させてもよい。そして、画面インタフェース部１０１は、ポインティングデバイスを介して指定される画面上の位置を表す２次元座標を、情報受信処理部１０３に出力してもよい。
【０４７４】
また、ポインティングデバイスとしては、データグローブなどの３次元の空間的情報の入力用の装置が使われてもよい。その場合は、画面インタフェース部１０１が情報受信処理部１０３に出力する情報は３次元座標を含み、細分化エリア情報は３次元空間を複数のエリアに細分化する仕方を表し、各エリアは２次元ではなく３次元のエリアである。
【０４７５】
（ｆ１０）フレーム５００に関する変形
図８Ａと８Ｂに示した各種フレームの形式と、“１２３４５６７８９”や“００”などの値は、例示に過ぎない。各種情報は、実施形態に応じたその他の任意の形式の無線通信フレームとして送受信されてもよい。また、図８Ａと８Ｂに例示した２ビットの認証フラグは、データマップ情報によりフレーム５００の種別が一意に特定可能な場合は省略されてもよい。
【０４７６】
また、第３実施形態に関連して、位置通知のフレームは位置通知５１１の形式に限らず、位置通知のフレームに位置情報が明示的に含まれていなくてもよいと説明したが、逆に、位置通知のフレームは、車両３０５の速度を示す速度情報をさらに含んでいてもよい。この場合、路側機２０１を介して認証サーバ２０２に速度情報も通知されるので、認証サーバ２０２は図１２のステップＳ６１２で速度情報も記憶することができる。
【０４７７】
すると、認証サーバ２０２はステップＳ６０９において、直近に受信した位置通知に含まれていた速度情報に基づいて、車両３０５が停止していると見なせるか否かを判断することができる。そこで、認証サーバ２０２は、車両３０５の位置（あるいは位置の履歴）だけからステップＳ６０９の判断を行う代わりに、車両３０５が停止していると見なせるときに鍵情報を送信するよう、送信タイミングを制御してもよい。
【０４７８】
（ｆ１１）路側機２０１の配置と車両状態判定部１０８に関する変形
例えば、高速道路など、信号機が存在しない区間が長い道路においては、路側機２０１は信号機とは無関係に適宜の間隔で道路沿いに設置されてもよい。その場合も、車両状態判定部１０８は、路側機２０１が設置された位置に関する情報を含む地図情報を参照することにより、車載装置１００が搭載されている車両３０５が路側機２０１の近傍に位置しているか否かを判断することができる。
【０４７９】
また、車両状態判定部１０８は車両３０５の状態を判定するのに車速を用いなくてもよい。つまり、実施形態によっては、車両状態判定部１０８は、路側機２０１の近傍に車両３０５が位置しているか否かだけを判定してもよい。
【０４８０】
あるいは、外部センサ１１０が電波受信状態を感知することができる場合、車両状態判定部１０８は、位置と車速から無線通信路の通信品質を推測する代わりに、電波受信状態から直接的に通信品質を判定してもよい。例えば、外部センサ１１０が、スペクトラムアナライザを含んでいたり、路側機２０１との間の通信に使われる特定の周波数の電波の受信強度を感知するセンサを含んでいたりする場合、外部センサ１１０は電波受信状態を感知することができる。
【０４８１】
（ｆ１２）鍵情報受領通知と鍵情報の版管理に関する変形
まれに、「路側機２０１から送信される鍵情報更新通知のフレームが車載装置１００に受信されるにもかかわらず、車載装置１００から送信される鍵情報受領通知のフレームを路側機２０１が受信することができない」という場合が起こりうる。
【０４８２】
そこで、認証サーバ２０２は、図５のステップＳ２０４または図１２のステップＳ６０４において認証利用版の鍵情報を使って認証に失敗した場合は、最新送信版の鍵情報を使って認証を再度試してもよい。そして、最新送信版の鍵情報を使った認証に成功すれば、認証サーバ２０２は「パスワードは正しい」と判断してもよい。
【０４８３】
なお、車載装置１００と認証サーバ２０２との間での鍵情報の同期を確実にするために、例えば、認証サーバ２０２は、最新送信版の鍵情報を使った認証に成功した場合は、図５のステップＳ２１１や図１２のステップＳ６１３と同様の処理を行ってもよい。あるいは、認証サーバ２０２は、鍵情報更新通知または認証通知兼更新通知の送信後、一定時間が経過しても鍵情報受領通知を受信することができなければ、最新送信版の鍵情報を再度車載装置１００に送信してもよい。
【０４８４】
（ｆ１３）認証処理において用いられる情報に関する変形
図８Ａと８Ｂに例示した各種フレームのヘッダには、車載装置ＩＤが指定されている。しかし、実施形態に応じて、車載装置ＩＤの代わりに、あるいは車載装置ＩＤとともに、ユーザＩＤ、車両ＩＤ、またはその双方がフレームに含まれていてもよい。
【０４８５】
ユーザと車載装置１００と車両３０５は、実施形態によって１対１対１に対応することもあるし、ｎ対１対１など、それ以外の対応関係の場合もある。ユーザと車載装置１００と車両３０５の対応関係に応じて、適宜のＩＤが認証対象のアカウントの識別のために利用可能である。
【０４８６】
つまり、画面インタフェース部１０１は、必要に応じて、ユーザからユーザＩＤの入力をさらに受け付けてもよい。また、格納部１０５は、必要に応じて、車載装置１００が搭載される車両３０５に予め割り当てられている車両ＩＤを格納していてもよい。
【０４８７】
（ｆ１４）装置の種類に関する変形
車載装置１００は、例えばカーナビゲーション装置を兼ねていてもよい。その場合、格納部１０５が格納する地図情報は、カーナビゲーション装置で使われる既存の地図情報であってよい。また、図１では車載装置１００の外部に外部センサ１１０があるが、もちろん、実施形態によっては、車載装置１００が外部センサ１１０を含んでいてもよい。
【０４８８】
また、上記の各種実施形態に関して、車載装置１００における鍵情報の更新について詳細に説明したが、車載装置１００以外の装置に上記の各種実施形態を適用することもできる。例えば、認証をともなう何らかのサービスを受けようとする携帯端末装置は、上記の実施形態における車載装置１００と同様にして、認証の前に予め新たな鍵情報を取得することで認証にかかる時間を短縮することができる。なお、その場合、携帯端末装置は、鍵情報更新要求または認証要求兼更新要求を送信するタイミングを決めるのに、地図情報と移動速度から通信品質を推測する代わりに、受信電波強度から直接的に通信品質を判断すればよい。
【０４８９】
また、他の装置と有線接続される有線端末装置に対しても、上記の各種実施形態を適用することができる。その場合も、認証時に認証サーバとの間で２往復の通信が生じるのではなく１往復の通信で済む分だけ、時間短縮の効果が得られる。
【０４９０】
（ｆ１５）認証の結果通知を契機とする車載装置１００の動作に関する変形
認証通知、拒否通知、または認証通知兼更新通知を受信したとき、車載装置１００は、さらに、何らかの処理を行ってもよい。例えば、サービスを受けるためのクライアントが、認証の成否を外部から受け取る仕様になっている場合、情報受信処理部１０３は、認証通知、拒否通知、または認証通知兼更新通知の受信を契機として、認証の成否をクライアントに通知してもよい。あるいは、情報受信処理部１０３は、認証通知または認証通知兼更新通知の受信を契機として、サービスを受けるためのクライアントを起動してもよい。
【０４９１】
以上、（ｆ１）〜（ｆ１５）の観点から様々な変形を例示したが、いずれにしろ、車載装置１００がユーザからの入力を受け付けた段階では既に、まだ認証用情報の生成に用いていない新たな鍵情報が格納部１０５に格納されている。よって、車載装置１００は、ユーザからの入力を受け付けてから改めて鍵情報の更新を行う必要なしに、すぐさま認証用情報を生成することができる。なお、例えば車載装置１００の製造時に製造工場において格納部１０５に初回用の鍵情報を格納することで、ユーザが車載装置１００の購入後に初めて認証を行う場合にも、「未使用の鍵情報が格納部１０５に格納されている」という条件を成立させることができる。
【０４９２】
したがって、上記の各種の実施形態によれば、ユーザからの入力の受け付けから認証の完了までの時間が短くて済む。このように短時間で認証が終了すると、車両３０５あるいはそこに搭載されている機器は、車両３０５のエンジン始動からできるだけすぐに交通管制サーバ２０３からのサービスの提供が受けられるようになる。そのため、エンジン始動からサービス開始までの時間が短いほど好ましいＩＴＳシステムにとって、上記の各種の実施形態による鍵情報の更新と認証は有益である。
【０４９３】
また、上記の各種の実施形態によれば認証のたびに異なる鍵情報が使われ、認証サーバ２０２に送られる認証用情報も認証のたびに異なる。認証用情報が認証のたびに異なることは、無線通信を介した認証を行う車載装置１００にとって、セキュリティ強度の向上のために有益である。
【０４９４】
最後に、上記の種々の実施形態に関して、さらに下記の付記を開示する。
（付記１）
コンピュータに、
ユーザからの入力から得られる第１の情報を記憶する第１の記憶ステップと、
前記第１の情報と、予め記憶装置に記憶されている第２の情報とを用いて、認証用の第３の情報を生成する第１の生成ステップと、
無線通信により前記第３の情報を送信する第１の送信ステップと、
前記第２の情報の更新を要求する更新要求を生成する第２の生成ステップと、
前記コンピュータを搭載した車両の状態に基づいたタイミングで前記無線通信により前記更新要求を送信する第２の送信ステップと、
前記更新要求に応じて前記無線通信により送信される新たな第２の情報を受信する受信ステップと、
受信した前記新たな第２の情報を前記記憶装置に記憶する第２の記憶ステップと、
を実行させるプログラム。
（付記２）
前記第２の送信ステップは、
前記車両が信号機から所定の範囲内で停止していると見なせる停止状態のときに前記更新要求を送信するよう、前記タイミングを決定する決定ステップを含む
ことを特徴とする付記１に記載のプログラム。
（付記３）
前記第１の情報は、
前記ユーザからの入力が描く軌跡の形状、
時間の経過にともなう前記軌跡の変化、または
空間内の複数の位置が前記ユーザからの入力により指定される順序、間隔、もしくは前記順序と前記間隔の組み合わせ
を示し、
前記第２の情報は、
前記ユーザからの入力がなされる入力領域を第１の個数の分割領域に分割する第１のパターンに対応する前記第１の個数のランダムな値、
前記入力領域を第２の個数の分割領域に分割する第２のパターン、または
前記入力領域を第３の個数の分割領域に分割する第３のパターンと前記第３のパターンに対応する前記第３の個数のランダムな値との組み合わせ
を示す
ことを特徴とする付記１または２に記載のプログラム。
（付記４）
前記第２の送信ステップが前記第１の送信ステップを兼ねており、前記第３の情報が前記更新要求とともに送信される
ことを特徴とする付記１から３のいずれか１項に記載のプログラム。
（付記５）
車載装置であって、
ユーザからの入力から得られる第１の情報を記憶する第１の記憶手段と、
第２の情報を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の情報と前記第２の情報を用いて、認証用の第３の情報を生成する第１の生成手段と、
第２の情報の更新を要求する更新要求を生成する第２の生成手段と、
無線通信により前記第３の情報を送信し、前記車載装置を搭載した車両の状態に基づいたタイミングで前記無線通信により前記更新要求を送信する送信手段と、
前記更新要求に応じて前記無線通信により送信される新たな第２の情報を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段が受信した前記新たな第２の情報を前記第２の記憶手段に記憶する
ことを特徴とする車載装置。
（付記６）
コンピュータに、
車両に搭載された車載装置から前記車両の位置を示す位置情報を受信する第１の受信ステップと、
複数の送信機にそれぞれ対応する複数の範囲のいずれかに前記車両の前記位置が含まれるか否かを、前記位置情報に基づいて判断する第１の判断ステップと、
前記車両の前記位置が前記複数の範囲のいずれかに含まれると判断した場合に、前記複数の送信機のうち、前記車両の前記位置を含むと判断された当該範囲に対応する送信機を送信先として選択し、前記送信先の前記送信機に対して、前記車載装置が認証用情報を生成するのに用いる情報である鍵情報を送信する送信ステップと、
を実行させるプログラム。
（付記７）
前記車両の速度を示す速度を前記車載装置から受信する第２の受信ステップと、
前記速度情報に基づいて、前記車両が停止していると見なせるか否かを判断する第２の判断ステップ
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記車両が停止していると見なせると判断された場合に、前記送信ステップにおいて前記送信先への前記鍵情報の送信を前記コンピュータに行わせる
ことを特徴とする付記６に記載のプログラム。
（付記８）
前記鍵情報は、
前記車載装置が前記認証用情報を生成するのに前記鍵情報とともに利用する空間的情報が入力される入力領域を第１の個数の分割領域に分割する第１のパターンに対応する前記第１の個数のランダムな値、
前記入力領域を第２の個数の分割領域に分割する第２のパターン、または
前記入力領域を第３の個数の分割領域に分割する第３のパターンと前記第３のパターンに対応する前記第３の個数のランダムな値との組み合わせ
を示す
ことを特徴とする付記６または７に記載のプログラム。
（付記９）
車両に搭載された車載装置から前記車両の位置を示す位置情報を受信する受信手段と、
複数の送信機にそれぞれ対応する複数の範囲のいずれかに前記車両の前記位置が含まれるか否かを、前記位置情報に基づいて判断する判断手段と、
前記車両の前記位置が前記複数の範囲のいずれかに含まれると前記判断手段が判断した場合に、前記複数の送信機のうち前記車両の前記位置を含むと判断された当該範囲に対応する送信機に対して、前記車載装置が認証用情報を生成するのに用いる情報である鍵情報を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【符号の説明】
【０４９５】
１００  車載装置
１０１  画面インタフェース部
１０２  上位機器インタフェース部
１０３  情報受信処理部
１０４  情報送信処理部
１０５  格納部
１０６  画面エリア判定部
１０７  画面乱数処理部
１０８  車両状態判定部
１１０  外部センサ
２００  システム
２０１ａ〜２０１ｋ  路側機
２０２  認証サーバ
２０３  交通管制サーバ
２０４  ネットワーク
３０１ａ〜３０１ｇ  道路
３０２ａ〜３０２ｆ  交差点
３０３ａ〜３０３ｋ  信号機
３０４  駐車場
３０５  車両
４０１  鍵情報
４０２、４０４、４０６  画面と鍵情報の対応づけ
４０３、４０５、４０７  軌跡
５００  フレーム
５０１  認証要求
５０２  認証通知
５０３  拒否通知
５０４  鍵情報更新要求
５０５  鍵情報更新通知
５０６  鍵情報受領通知
５０７、５０８  サービス中通信
５０９  認証要求兼更新要求
５１０  認証通知兼更新通知
５１１  位置通知
６００  コンピュータ
６０１  ＣＰＵ
６０２  ＲＯＭ
６０３  ＲＡＭ
６０４  通信インタフェース
６０５  入力装置
６０６  出力装置
６０７  記憶装置
６０８  駆動装置
６０９  バス
６１０  可搬型記憶媒体
６１１  プログラム提供者
【図１】
0005413225.tif 000002
【図２】
0005413225.tif 000003
【図４】
0005413225.tif 000004
【図５】
0005413225.tif 000005
【図６】
0005413225.tif 000006
【図７】
0005413225.tif 000007
【図９】
0005413225.tif 000008
【図１０】
0005413225.tif 000009
【図１１】
0005413225.tif 000010
【図１２】
0005413225.tif 000011
【図１３】
0005413225.tif 000012
【図３】
0005413225.tif 000013
【図８Ａ】
0005413225.tif 000014
【図８Ｂ】
0005413225.tif 000015