(57)【要約】【課題】ＥＣＵ等へ公開鍵証明書を適切に発行する。【解決手段】第１認証局、第２認証局及び第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの第３認証局は、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶する認証局鍵記憶部と、車両の共通鍵に基づいて車載コンピュータとの間で認証を行う第１の認証部と、車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信する第１の通信部と、第１の認証部による認証が成功した場合に、認証局秘密鍵で公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行する車載コンピュータ公開鍵証明書発行部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載コンピュータと、
前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備え、
前記第３認証局は、
認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶する認証局鍵記憶部と、
前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う第１の認証部と、
前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信する第１の通信部と、
前記第１の認証部による認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行する車載コンピュータ公開鍵証明書発行部と、を備え、
前記第１の通信部は、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信し、
前記車載コンピュータは、
前記車両の共通鍵に基づいて前記第３認証局の第１の認証部との間で認証を行う第２の認証部と、
前記車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成する車載コンピュータ鍵生成部と、
前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信し、該公開鍵証明書の発行要求に応じて前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得する公開鍵証明書取得部と、を備える、
システム。
【請求項２】
前記車載コンピュータは、
初期鍵を記憶する第１の記憶部と、
前記車載コンピュータの識別情報を前記第３認証局へ送信する第２の通信部と、を備え、
前記第３認証局は、
前記初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵を記憶する第２の記憶部と、
前記マスタ鍵と前記車載コンピュータが送信した前記車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する初期鍵生成部と、を備え、
前記車載コンピュータの第２の認証部は、前記第１の記憶部の初期鍵に基づいて前記第３認証局の第１の認証部との間で認証を行い、
前記第３認証局の第１の認証部は、前記初期鍵生成部が生成した初期鍵に基づいて前記車載コンピュータの第２の認証部との間で認証を行う、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
車両に搭載される車載コンピュータについての認証を行う認証局であり、
前記認証局は、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局であって、
認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶する認証局鍵記憶部と、
前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う第１の認証部と、
前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信する第１の通信部と、
前記第１の認証部による認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行する車載コンピュータ公開鍵証明書発行部と、を備え、
前記第１の通信部は、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信する、
認証局。
【請求項４】
前記車載コンピュータが有する初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵を記憶する第２の記憶部と、
前記マスタ鍵と前記車載コンピュータが送信した前記車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する初期鍵生成部と、を備え、
前記第１の認証部は、前記初期鍵生成部が生成した初期鍵に基づいて前記車載コンピュータの第２の認証部との間で認証を行う、
請求項３に記載の認証局。
【請求項５】
車両に搭載される車載コンピュータであって、
前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局との間で、前記車両の共通鍵に基づいて認証を行う第２の認証部と、
車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成する車載コンピュータ鍵生成部と、
前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信し、該公開鍵証明書の発行要求に応じて前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得する公開鍵証明書取得部と、を備え、
前記車載コンピュータ公開鍵証明書は、前記第３認証局と前記第２の認証部との間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記第３認証局により発行される、
車載コンピュータ。
【請求項６】
初期鍵を記憶する第１の記憶部と、
前記初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵と車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する前記第３認証局へ、自車載コンピュータの識別情報を送信する第２の通信部と、を備え、
前記第２の認証部は、前記第１の記憶部の初期鍵に基づいて前記第３認証局との間で認証を行う、
請求項５に記載の車載コンピュータ。
【請求項７】
車両に搭載される車載コンピュータと、
前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備えるシステムによって実行される公開鍵証明書発行方法であって、
前記第３認証局が、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶するステップと、
前記第３認証局が、前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行うステップと、
前記車載コンピュータが、前記車両の共通鍵に基づいて前記第３認証局との間で認証を行うステップと、
前記車載コンピュータが、前記車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成するステップと、
前記車載コンピュータが、前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信するステップと、
前記第３認証局が、前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信するステップと、
前記第３認証局が、前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行するステップと、
前記第３認証局が、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信するステップと、
前記車載コンピュータが、前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得するステップと、
を含む公開鍵証明書発行方法。
【請求項８】
車両に搭載される車載コンピュータと、
前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備えるシステムの前記第３認証局のコンピュータに、
認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶するステップと、
前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う認証ステップと、
前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信するステップと、
前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行するステップと、
前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項９】
車両に搭載される車載コンピュータに、
前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局との間で、前記車両の共通鍵に基づいて認証を行う認証ステップと、
車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成するステップと、
前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信するステップと、
前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得するステップと、
を実行させる、プログラムであり、
前記車載コンピュータ公開鍵証明書は、前記第３認証局と前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記第３認証局により発行される、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、システム、認証局、車載コンピュータ、公開鍵証明書発行方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が路側機や外部サーバ等との通信を行うにあたり、車外の機器が、自動車やこれを構成するＥＣＵ(Electronic Control Unit)、またはＥＣＵが搭載するアプリ等を認証する必要がある。
車外の機器が自動車等を認証する技術に関して、Ｖ２Ｘ（Vehicle to X）通信に関わる公開鍵証明書の発行の仕組みが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“運転支援通信システムに関するセキュリティガイドライン、ＩＴＳＦＯＲＵＭ  ＲＣ−００９  １．０版”、第５０ページ、図６−１、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｔｓｆｏｒｕｍ．ｇｒ．ｊｐ／Ｐｕｂｌｉｃ／Ｊ７Ｄａｔａｂａｓｅ／ｐ４１／ＩＴＳ＿ＦＯＲＵＭ＿ＲＣ００９Ｖ１＿０．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車メーカが直接管理できない装置と自動車との間で通信を行う場合には、信頼できる第三者が発行した公開鍵証明書を用いた認証が必要になることが想定される。
インターネット上のウェブサイト(Website)等へ公開鍵証明書を発行する認証局サービス事業者(CA: Certification Authority)の中には、認証相手の確認を厳密に行わないまま公開鍵証明書を発行する事業者が存在する。このため、既存のインターネット上の認証局は、信頼性が高くないため、人命に関わる機器（自動車）への公開鍵証明書の発行には適さない場合がある。
【０００５】
また、一般に認証局は、公開鍵証明書の発行先の事業者の登記簿謄本の取り寄せや、登記簿謄本に記載のある代表電話に電話を掛けて存在を確認することなどを行っている。自動車、ＥＣＵ、ＥＣＵに搭載されたアプリへ公開鍵証明書を発行すると仮定した場合、登記簿謄本や電話を掛けるなどの確認を行えず、発行可否の確認を取る手段がない。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、自動車、ＥＣＵ、ＥＣＵに搭載されたアプリへ公開鍵証明書を適切に発行することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータと、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備え、前記第３認証局は、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶する認証局鍵記憶部と、前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う第１の認証部と、前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信する第１の通信部と、前記第１の認証部による認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行する車載コンピュータ公開鍵証明書発行部と、を備え、前記第１の通信部は、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信し、前記車載コンピュータは、前記車両の共通鍵に基づいて前記第３認証局の第１の認証部との間で認証を行う第２の認証部と、前記車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成する車載コンピュータ鍵生成部と、前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信し、該公開鍵証明書の発行要求に応じて前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得する公開鍵証明書取得部と、を備える、システムである。
（２）本発明の一態様は、上記（１）のシステムにおいて、前記車載コンピュータは、初期鍵を記憶する第１の記憶部と、前記車載コンピュータの識別情報を前記第３認証局へ送信する第２の通信部と、を備え、前記第３認証局は、前記初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵を記憶する第２の記憶部と、前記マスタ鍵と前記車載コンピュータが送信した前記車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する初期鍵生成部と、を備え、前記車載コンピュータの第２の認証部は、前記第１の記憶部の初期鍵に基づいて前記第３認証局の第１の認証部との間で認証を行い、前記第３認証局の第１の認証部は、前記初期鍵生成部が生成した初期鍵に基づいて前記車載コンピュータの第２の認証部との間で認証を行う、システムである。
【０００７】
（３）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータについての認証を行う認証局であり、前記認証局は、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局であって、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶する認証局鍵記憶部と、前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う第１の認証部と、前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信する第１の通信部と、前記第１の認証部による認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行する車載コンピュータ公開鍵証明書発行部と、を備え、前記第１の通信部は、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信する、認証局である。
（４）本発明の一態様は、上記（３）の認証局において、前記車載コンピュータが有する初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵を記憶する第２の記憶部と、前記マスタ鍵と前記車載コンピュータが送信した前記車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する初期鍵生成部と、を備え、前記第１の認証部は、前記初期鍵生成部が生成した初期鍵に基づいて前記車載コンピュータの第２の認証部との間で認証を行う、認証局である。
【０００８】
（５）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータであって、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局との間で、前記車両の共通鍵に基づいて認証を行う第２の認証部と、車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成する車載コンピュータ鍵生成部と、前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信し、該公開鍵証明書の発行要求に応じて前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得する公開鍵証明書取得部と、を備え、前記車載コンピュータ公開鍵証明書は、前記第３認証局と前記第２の認証部との間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記第３認証局により発行される、車載コンピュータである。
（６）本発明の一態様は、上記（５）の車載コンピュータにおいて、初期鍵を記憶する第１の記憶部と、前記初期鍵の生成に用いられたマスタ鍵と車載コンピュータの識別情報とに基づいて初期鍵を生成する前記第３認証局へ、自車載コンピュータの識別情報を送信する第２の通信部と、を備え、前記第２の認証部は、前記第１の記憶部の初期鍵に基づいて前記第３認証局との間で認証を行う、車載コンピュータである。
【０００９】
（７）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータと、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備えるシステムによって実行される公開鍵証明書発行方法であって、前記第３認証局が、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶するステップと、前記第３認証局が、前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行うステップと、前記車載コンピュータが、前記車両の共通鍵に基づいて前記第３認証局との間で認証を行うステップと、前記車載コンピュータが、前記車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成するステップと、前記車載コンピュータが、前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信するステップと、前記第３認証局が、前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信するステップと、前記第３認証局が、前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行するステップと、前記第３認証局が、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信するステップと、前記車載コンピュータが、前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得するステップと、を含む公開鍵証明書発行方法である。
【００１０】
（８）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータと、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局と、を備えるシステムの前記第３認証局のコンピュータに、認証局公開鍵証明書と認証局秘密鍵とを記憶するステップと、前記車両の共通鍵に基づいて前記車載コンピュータとの間で認証を行う認証ステップと、前記車載コンピュータが送信した該車載コンピュータの公開鍵証明書の発行要求を受信するステップと、前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記認証局秘密鍵で、前記公開鍵証明書の発行要求に含まれる車載コンピュータ公開鍵に対する署名を行って、車載コンピュータ公開鍵証明書を発行するステップと、前記発行した車載コンピュータ公開鍵証明書を、前記公開鍵証明書の発行要求の送信元である車載コンピュータへ送信するステップと、を実行させるためのプログラムである。
【００１１】
（９）本発明の一態様は、車両に搭載される車載コンピュータに、前記車両の車両メーカを認証する最上位層の第１認証局、前記第１認証局の下位層の認証局であって各車両メーカが運営する第２認証局、及び前記第２認証局の下位層の第３認証局からなる３階層の認証局構成のうちの前記第３認証局との間で、前記車両の共通鍵に基づいて認証を行う認証ステップと、車載コンピュータ公開鍵と、該車載コンピュータ公開鍵とペアをなす車載コンピュータ秘密鍵を生成するステップと、前記車載コンピュータ公開鍵の公開鍵証明書の発行要求を前記第３認証局へ送信するステップと、前記第３認証局が送信する車載コンピュータ公開鍵証明書を取得するステップと、を実行させる、プログラムであり、前記車載コンピュータ公開鍵証明書は、前記第３認証局と前記車載コンピュータとの間で前記車両の共通鍵に基づいて行われる認証が成功した場合に、前記第３認証局により発行される、プログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動車、ＥＣＵ、ＥＣＵに搭載されたアプリへ公開鍵証明書を適切に発行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る公開鍵証明書を発行する階層構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係るルート認証局、オーイーエム認証局、及び車内認証局を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る公開鍵証明書を発行する動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図４】本実施形態に係る自動車の構成例を示す構成図である。
【図５】本実施形態に係る第１のＥＣＵを示す機能ブロック図である。
【図６】本実施形態に係る第２のＥＣＵを示す機能ブロック図である。
【図７】本実施形態に係る公開鍵証明書を発行する動作を示す図である。
【図８】本実施形態に係る初期鍵書き込み装置の動作を示すシーケンスチャートである。
【図９】本実施例に係る車内共通鍵の配布の動作を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る自動車の構成例を示す構成図である。
【図１１】本実施形態に公開鍵証明書を発行する動作を示す図である。
【図１２】本変形例に係る自動車の構成例を示す構成図である。
【図１３】本変形例に係る公開鍵証明書を発行する動作を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る自動車の構成例を示す構成図である。
【図１５】本実施形態に公開鍵証明書を発行する動作を示す図である。
【図１６】本変形例に係る公開鍵証明書を発行する階層構成を示す構成図である。
【図１７】本変形例に係る公開鍵証明書を発行する動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。  なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す実施形態では、車両として自動車を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１は、実施形態に係る公開鍵証明書を発行する階層構成１の一例を示す図である。階層構成１は、ルート認証局(Root CA)１００と、オーイーエム認証局(OEM(Original equipment manufacturer) CA)２００Ａと、オーイーエム認証局２００Ｂと、車内認証局(In-vehicle CA)３００Ａと、車内認証局３００Ｂと、車内認証局３００Ｃと、車内認証局３００Ｄとを備える。車内認証局３００Ａは自動車３５０Ａに搭載され、車内認証局３００Ｂは自動車３５０Ｂに搭載され、車内認証局３００Ｃは自動車３５０Ｃに搭載され、車内認証局３００Ｄは自動車３５０Ｄに搭載される。
さらに、自動車３５０Ａは、ＥＣＵ４２０ＡＡと、ＥＣＵ４２０ＡＢとを搭載する。自動車３５０Ｂは、ＥＣＵ４２０ＢＡと、ＥＣＵ４２０ＢＢとを搭載する。自動車３５０Ｃは、ＥＣＵ４２０ＣＡと、ＥＣＵ４２０ＣＢとを搭載する。自動車３５０Ｄは、ＥＣＵ４２０ＤＡと、ＥＣＵ４２０ＤＢとを搭載する。
【００１６】
以下、オーイーエム認証局２００Ａと、オーイーエム認証局２００Ｂとを区別しない場合にはオーイーエム認証局２００と記載する。また、車内認証局３００Ａと、車内認証局３００Ｂと、車内認証局３００Ｃと、車内認証局３００Ｄとを区別しない場合には車内認証局３００と記載する。自動車３５０Ａと、自動車３５０Ｂと、自動車３５０Ｃと、自動車３５０Ｄとを区別しない場合には自動車３５０と記載する。ＥＣＵ４２０ＡＡと、ＥＣＵ４２０ＡＢと、ＥＣＵ４２０ＢＡと、ＥＣＵ４２０ＢＢと、ＥＣＵ４２０ＣＡと、ＥＣＵ４２０ＣＢと、ＥＣＵ４２０ＤＡと、ＥＣＵ４２０ＤＢとを区別しない場合にはＥＣＵ４２０と記載する。また、オーイーエム認証局２００、車内認証局３００、ＥＣＵ４２０が備える各構成についても同様である。
【００１７】
階層構成１は、ルート認証局１００を上位層とし、オーイーエム認証局２００を該ルート認証局１００の下位層、車内認証局３００を該オーイーエム認証局２００の下位層とする。このような階層構成に基づいて、車内で、公開鍵証明書を発行する。
ルート認証局１００は、各自動車メーカが運営するオーイーエム認証局２００を認証する機関である。階層構成１がルート認証局１００を備えることによって、異なる自動車メーカ製の自動車間や、該自動車を構成するＥＣＵ、アプリ間、車外の機器との間で、公開鍵証明書に基づいた相互認証を行えるようになる。
次に、オーイーエム認証局２００が発行する公開鍵証明書により、車載セキュアエレメント内に一台ずつ異なる車内認証局を組込むことができる。これにより、仮に、ある車載セキュアエレメントが解析されるなどして一つの車内認証局が危殆化したとしても、他の車両の車内認証局には影響を及ぼさないようにできる。また、車内認証局から自身の自動車、ＥＣＵ、ＥＣＵ組込みアプリへ公開鍵証明書を発行することができる。
【００１８】
＜階層構成＞
図２は、実施形態に係る階層構成１を構成するルート認証局１００、オーイーエム認証局２００、及び車内認証局３００を示す図である。
＜ルート認証局＞
ルート認証局１００は、記憶部１６０と、認証局公開鍵証明書生成部１０２と、通信部１３５と、制御部１４５とを備える。
記憶部１６０は、ルート認証局鍵記憶部１０５を記憶する。ルート認証局鍵記憶部１０５は、ルート認証局公開鍵証明書Ｃ＿ＫＲｐとルート認証局秘密鍵ＫＲｓとを記憶する。ルート認証局公開鍵証明書Ｃ＿ＫＲｐは、ルート認証局秘密鍵ＫＲｓのペアのルート認証局公開鍵ＫＲｐにかかる公開鍵証明書である。ルート認証局公開鍵証明書Ｃ＿ＫＲｐとルート認証局秘密鍵ＫＲｓとは、例えば記憶部１６０の製造時等に、安全に記憶部１６０に格納される。ルート認証局鍵記憶部１０５は、記憶部１６０内の記憶領域のうち、記憶部１６０の外部からアクセスできない不揮発性記憶領域に設けられる。
【００１９】
認証局公開鍵証明書生成部１０２は、ルート認証局鍵記憶部１０５に記憶されているルート認証局秘密鍵ＫＲｓと、オーイーエム認証局２００によって送信されるオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐを使用して、オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを発行する。認証局公開鍵証明書生成部１０２は、通信部１３５からオーイーエム認証局２００へ発行したオーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを送信する。
制御部１４５は、ルート認証局１００が備える各部を制御する。制御部１４０は、アプリケーション１５０を備える。
【００２０】
＜オーイーエム認証局＞
オーイーエム認証局２００は、記憶部２６０と、通信部２３０と、制御部２４０とを備える。記憶部２６０の一例は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module)などのセキュアエレメントである。
制御部２４０は、オーイーエム認証局２００が備える各部を制御する。制御部２４０は、アプリケーション２５０を備える
記憶部２６０は、公開鍵証明書生成部２０２と、認証局鍵記憶部２０５と、認証局鍵生成部２０８と、認証局公開鍵証明書取得部２０９とを備える。
記憶部２６０はＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄを格納する。ＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄは、オーイーエム認証局２００に固有の識別情報である。
【００２１】
公開鍵証明書生成部２０２は、認証局鍵記憶部２０５に記憶されているオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓを使用して、車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを発行する。
認証局鍵記憶部２０５は、オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐとオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓとを記憶する。オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐは、オーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓのペアのオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐにかかる公開鍵証明書である。オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐはルート認証局１００から取得され、オーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓとともに、安全に認証局鍵記憶部２０５に格納される。
【００２２】
認証局鍵生成部２０８は、オーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐとオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓのペアを生成し、オーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓを認証局鍵記憶部２０５へ記憶する。
認証局公開鍵証明書取得部２０９は、ルート認証局１００へオーイーエム認証局公開鍵証明書の発行を要求し、ルート認証局１００からオーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを取得する。例えば、認証局公開鍵証明書取得部２０９は、認証局鍵生成部２０８が生成したオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐを含む認証局公開鍵証明書発行要求をルート認証局１００へ送信する。認証局公開鍵証明書取得部２０９は、ルート認証局１００が送信したオーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを受信すると、該オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを認証局鍵記憶部２０５へ記憶する。
【００２３】
＜車内認証局＞
車内認証局３００は、記憶部３６０と、通信部３３０と、制御部３４０と、認証部３５５とを備える。車内認証局３００は中間認証局の一例である。記憶部３６０の一例は、ＳＩＭなどのセキュアエレメントである。
制御部３４０は、車内認証局３００が備える各部を制御する。制御部３４０は、アプリケーション３４５を備える
記憶部３６０は、初期鍵生成部３０１と、公開鍵証明書生成部３０２と、暗号処理部３０４と、認証局鍵記憶部３０５と、認証局鍵生成部３０８と、認証局公開鍵証明書取得部３０９とを備える。
記憶部３６０はＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄを格納する。ＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄは、車内認証局３００に固有の識別情報である。
【００２４】
初期鍵生成部３０１は、ＥＣＵ４２０の初期鍵を生成する。
公開鍵証明書生成部３０２は、認証局鍵記憶部３０５に記憶されている車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓを使用して、第１のＥＣＵ公開鍵証明書を発行する。
暗号処理部３０４は、データの暗号化及び暗号データの復号を行う。
認証局鍵記憶部３０５は、車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐ、車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓとマスタ鍵Master_Secretを記憶する。車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐは、車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓのペアの車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐにかかる公開鍵証明書である。車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐはオーイーエム認証局２００から取得され、車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓとともに、安全に認証局鍵記憶部３０５に格納される。
認証局鍵生成部３０８は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐと車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓのペアを生成し、車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓを認証局鍵記憶部３０５へ記憶する。
認証局公開鍵証明書取得部３０９は、オーイーエム認証局２００へ車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐの発行を要求し、オーイーエム認証局２００から車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを取得する。例えば、認証局公開鍵証明書取得部３０９は、認証局鍵生成部３０８が生成した車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐを含む認証局公開鍵証明書発行要求をオーイーエム認証局２００へ送信する。認証局公開鍵証明書取得部３０９は、オーイーエム認証局２００が送信した車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを受信すると、該車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを認証局鍵記憶部３０５へ記憶する。
【００２５】
ルート認証局１００の通信部１３５と、オーイーエム認証局２００の通信部２３０と、車内認証局３００の通信部３３０とは、互いに通信を行う。通信部１３５と、通信部２３０と、通信部３３０との間の通信は、無線通信であってもよく、又は、有線通信であってもよい。例えば、通信部１３５と、通信部２３０と、通信部３３０とは、無線ＬＡＮや携帯電話ネットワーク等の無線通信ネットワークを介して通信を行ってもよい。
又は、通信部１３５と、通信部２３０と、通信部３３０とは、近距離無線通信技術により直接に信号を送受して通信を行ってもよいし、インターネットや固定電話ネットワーク、有線ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して通信を行ってもよいし、通信ケーブルにより接続されて通信を行ってもよい。
認証部３５５は、ＥＣＵ４２０との間で認証を行う。
【００２６】
＜ルート認証局、オーイーエム認証局、及び車内認証局の動作＞
図３は、実施形態に係る公開鍵証明書を発行する動作の一例を示すシーケンスチャートである。図３は、ルート認証局１００がオーイーエム認証局２００へＯＥＭ認証局公開鍵証明書を発行し、オーイーエム認証局２００が車内認証局３００へ車内認証局公開鍵証明書を発行する処理を示す。
（ステップＳ３０２）オーイーエム認証局２００において、認証局鍵生成部２０８は、オーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐ、及びオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓを生成する。
（ステップＳ３０４）オーイーエム認証局２００において、認証局公開鍵証明書取得部２０９は、認証局鍵生成部２０８が生成したオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐを含む公開鍵証明書の発行要求を通信部２３０へ出力する。通信部２３０は、ルート認証局１００へ、公開鍵証明書の発行要求を送信することによって公開鍵証明書の発行を申請する。
【００２７】
（ステップＳ３０６）ルート認証局１００において、認証局公開鍵証明書生成部１０２は、オーイーエム認証局２００から送信された公開鍵証明書の発行要求に含まれるオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐと、ルート認証局鍵記憶部１０５に記憶されたルート認証局秘密鍵ＫＲｓとを用いて、オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを発行する。ルート認証局１００は、オーイーエム認証局２００から公開鍵証明書の発行要求を受信すると、オーイーエム認証局２００の所在などの確認を行った後に、該オーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐと、ルート認証局鍵記憶部１０５に記憶されたルート認証局秘密鍵ＫＲｓとを用いて、オーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを発行する。
【００２８】
オーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐの電子署名の一例は、オーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐとＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄとを含むデータのダイジェストをルート認証局秘密鍵ＫＲｓで暗号化した結果の暗号化データである。ここでは、ダイジェストの例としてハッシュ（ｈａｓｈ）値を使用する。また、公開鍵証明書フォーマットの例として、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等で規定されている「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットを使用する。「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマット中の所定位置にオーイーエム認証局公開鍵Ｋｒ１ｐを格納する。また、「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマット中の「サブジェクトパラメータ：主体者の名前」の位置にＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄを格納する。
【００２９】
認証局公開鍵証明書生成部１０２におけるＯＥＭ認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐの発行方法の一例を具体的に説明する。認証局公開鍵証明書生成部１０２は、ＯＥＭ認証局公開鍵Ｋｒ１ｐとＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄとを格納した「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットのデータのハッシュ値ｈａｓｈ（Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ）を算出する。次いで、認証局公開鍵証明書生成部１０２は、ハッシュ値ｈａｓｈ（Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ）を、記憶部１６０のルート認証局鍵記憶部１０５に記憶されているルート認証局秘密鍵ＫＲｓで暗号化する。この暗号化データＫＲｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ））は、ＯＥＭ認証局公開鍵Ｋｒ１ｐの電子署名である。次いで、認証局公開鍵証明書生成部１０２は、ＯＥＭ認証局公開鍵Ｋｒ１ｐと、ＯＥＭＣＡ識別情報ｏｅｍｃａｉｄと、ＯＥＭ認証局公開鍵Ｋｒ１ｐの電子署名ＫＲｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ））とを含む「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットのＯＥＭ認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐ「Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ，ＫＲｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ１ｐ，ｏｅｍｃａｉｄ））」を構成する。
（ステップＳ３０８）ルート認証局１００において、通信部１３５は、オーイーエム認証局２００へ、認証局公開鍵証明書生成部１０２によって発行されたオーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを送信する。
【００３０】
（ステップＳ３１０）オーイーエム認証局２００において、認証局公開鍵証明書取得部２０９は、ルート認証局１００が送信したオーイーエム認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを取得する。そして、認証局公開鍵証明書取得部２０９は、認証局鍵記憶部２０５へ、ＯＥＭ認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ１ｐを記憶する。
（ステップＳ３１２）車内認証局３００において、認証局鍵生成部３０８は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐ、及び車内認証局秘密鍵Ｋｒ２ｓを生成する。
（ステップＳ３１４）車内認証局３００において、認証局公開鍵証明書取得部３０９は、認証局鍵生成部３０８が生成した車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐを含む公開鍵証明書の発行要求を通信部３３０へ出力する。通信部３３０は、オーイーエム認証局２００へ、公開鍵証明書要求を送信することによって公開鍵証明書の発行を申請する。
【００３１】
（ステップＳ３１６）オーイーエム認証局２００において、公開鍵証明書生成部２０２は、車内認証局３００から供給された公開鍵証明書の発行要求に含まれる車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐと、認証局鍵記憶部２０５に記憶されたＯＥＭ認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓとを用いて、車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを発行する。
車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐの電子署名の一例は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐとＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄとを含むデータのダイジェストをオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓで暗号化した結果の暗号化データである。ここでは、ダイジェストの例としてハッシュ値を使用する。また、公開鍵証明書フォーマットの例として、ＩＴＵ−Ｔ等で規定されている「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットを使用する。「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマット中の所定位置に車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐを格納する。また、「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマット中の「サブジェクトパラメータ：主体者の名前」の位置にＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄを格納する。
【００３２】
記憶部２６０における車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐの生成方法の一例を具体的に説明する。記憶部２６０において、公開鍵証明書生成部２０２は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐとＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄとを格納した「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットのデータのハッシュ値ｈａｓｈ（Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ）を算出する。次いで、公開鍵証明書生成部２０２は、ハッシュ値ｈａｓｈ（Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ）を、記憶部２６０の認証局鍵記憶部２０５に記憶されているオーイーエム認証局秘密鍵Ｋｒ１ｓで暗号化する。この暗号化データＫｒ１ｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ））は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐの電子署名である。次いで、公開鍵証明書生成部２０２は、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐと、ＩＶＣＡ識別情報ｉｖｃａｉｄと、車内認証局公開鍵Ｋｒ２ｐの電子署名Ｋｒ２ｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ））とを含む「Ｘ．５０９」規格の公開鍵証明書フォーマットの車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐ「Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ，Ｋｒ１ｓ（ｈａｓｈ（Ｋｒ２ｐ，ｉｖｃａｉｄ））」を構成する。
【００３３】
（ステップＳ３１８）オーイーエム認証局２００において、通信部２３０は、車内認証局３００へ、公開鍵証明書生成部２０２によって発行された車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを送信する。
（ステップＳ３２０）車内認証局３００において、認証局公開鍵証明書取得部３０９は、オーイーエム認証局２００が送信した車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを取得する。そして、認証局公開鍵証明書取得部３０９は、認証局鍵記憶部３０５へ、車内認証局公開鍵証明書Ｃ＿Ｋｒ２ｐを記憶する。
【００３４】
図３に示すシーケンスチャートにおいて、ステップＳ３１２−ステップＳ３２０は、自動車メーカの工場ライン上など信頼できる工程の中で行われる。これによって、オーイーエム認証局２００において、車内認証局３００の存在を安全に確認できる。
又は、車内認証局３００の記憶部３６０をＳＩＭで構成し、該ＳＩＭの中のアプリ領域に、通信事業者のＳＩＭアプリ領域メンテナンスサーバからＳＩＭを認証しながら、オーバーザエアー（Over the Air）でオーイーエム認証局から公開鍵証明書の発行を受けた状態のアプリを安全に書き込むようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、ＴＣＵ（Tele Communication Unit）内に、通信モジュールのＳＩＭを利用して車内認証局３００を構築した場合について説明を続ける。
図４は、本実施形態に係る自動車１００１の構成例を示す図である。
図４において、自動車１００１は、第１のＥＣＵ１０１０と複数の第２のＥＣＵ１０２０とを備える。第１のＥＣＵ１０１０及び第２のＥＣＵ１０２０は、自動車１００１に備わる車載コンピュータである。第１のＥＣＵ１０１０は、自動車１００１に搭載されたＥＣＵのうち、ゲートウェイ機能を有するＥＣＵである。第２のＥＣＵ１０２０は、自動車１００１に搭載されたＥＣＵのうち、エンジン制御等の機能を有するＥＣＵである。第２のＥＣＵ１０２０として、例えば、エンジン制御機能を有するＥＣＵ、ハンドル制御機能を有するＥＣＵ、ブレーキ制御機能を有するＥＣＵなどがある。
【００３６】
第１のＥＣＵ１０１０と複数の第２のＥＣＵ１０２０は、自動車１００１に備わるＣＡＮ（Controller Area Network）１０３０に接続される。ＣＡＮ１０３０は通信ネットワークである。ＣＡＮは車両に搭載される通信ネットワークの一つとして知られている。  第１のＥＣＵ１０１０は、ＣＡＮ１０３０を介して、各第２のＥＣＵ１０２０との間でデータを交換する。第２のＥＣＵ１０２０は、ＣＡＮ１０３０を介して、他の第２のＥＣＵ１０２０との間でデータを交換する。
なお、車両に搭載される通信ネットワークとして、ＣＡＮ以外の通信ネットワークを自動車１００１に備え、ＣＡＮ以外の通信ネットワークを介して、第１のＥＣＵ１０１０と第２のＥＣＵ１０２０との間のデータの交換、及び、第２のＥＣＵ１０２０同士の間のデータの交換が行われてもよい。例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）を自動車１００１に備えてもよい。また、ＣＡＮとＬＩＮとを自動車１００１に備えてもよい。また、自動車１００１において、ＬＩＮに接続する第２のＥＣＵ１０２０を備えてもよい。また、第１のＥＣＵ１０１０は、ＣＡＮとＬＩＮとに接続されてもよい。また、第１のＥＣＵ１０１０は、ＣＡＮを介して該ＣＡＮに接続される第２のＥＣＵ１０２０との間でデータを交換し、また、ＬＩＮを介して該ＬＩＮに接続される第２のＥＣＵ１０２０との間でデータを交換してもよい。また、第２のＥＣＵ１０２０同士が、ＬＩＮを介してデータを交換してもよい。
【００３７】
自動車１００１は診断ポート１０６０を備える。診断ポート１０６０として、例えばＯＢＤ（On-board Diagnostics）ポートを使用してもよい。診断ポート１０６０には診断端末１０６５を接続可能である。診断ポート１０６０は第１のＥＣＵ１０１０に接続される。第１のＥＣＵ１０１０と診断ポート１０６０に接続された診断端末１０６５とは、診断ポート１０６０を介して、データを交換する。
【００３８】
自動車１００１はインフォテイメント（Infotainment）機器１０４０を備える。インフォテイメント機器１０４０として、例えば、ナビゲーション機能、位置情報サービス機能、音楽や動画などのマルチメディア再生機能、音声通信機能、データ通信機能、インターネット接続機能などを有するものが挙げられる。インフォテイメント機器１０４０は第１のＥＣＵ１０１０に接続される。第１のＥＣＵ１０１０は、インフォテイメント機器１０４０から入力された情報を第２のＥＣＵ１０２０へ送信する。
自動車１００１は、ＴＣＵ１０５０を備える。ＴＣＵ１０５０は通信装置である。ＴＣＵ１０５０は通信モジュール１０５１を備える。通信モジュール１０５１は、無線通信ネットワークを利用して無線通信を行う。通信モジュール１０５１は、ＳＩＭ１０５２を備える。ＳＩＭ１０５２は、無線通信ネットワークを利用するための情報が書き込まれたＳＩＭである。ＳＩＭ１０５２は、鍵等のデータを記憶する記憶部１０５３を備える。通信モジュール１０５１は、ＳＩＭ１０５２を使用することにより該無線通信ネットワークに接続して無線通信を行うことができる。なお、ＳＩＭ１０５２として、ｅＳＩＭ（Embedded Subscriber Identity Module）を使用してもよい。ＳＩＭ及びｅＳＩＭは耐タンパー性を有する。ＳＩＭ及びｅＳＩＭはセキュアエレメントの例である。セキュアエレメントは耐タンパー性を有する。
ＴＣＵ１０５０は第１のＥＣＵ１０１０に接続される。第１のＥＣＵ１０１０は、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１とデータを交換する。
なお、図４の構成では第１のＥＣＵ１０１０とＴＣＵ１０５０を直接接続することにより第１のＥＣＵ１０１０と通信モジュール１０５１の間でデータを交換するが、これに限定されない。例えば、ＴＣＵ１０５０をインフォテイメント機器１０４０に接続し、第１のＥＣＵ１０１０が、インフォテイメント機器１０４０を介して、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１とデータを交換してもよい。又は、診断端末１０６５の代わりにＴＣＵ１０５０を診断ポート１０６０に接続し、第１のＥＣＵ１０１０が、診断ポート１０６０を介して、該診断ポート１０６０に接続されたＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１とデータを交換してもよい。又は、第１のＥＣＵ１０１０が、ＳＩＭ１０５２を含む通信モジュール１０５１を備えてもよい。第１のＥＣＵ１０１０がＳＩＭ１０５２を含む通信モジュール１０５１を備える場合には、自動車１００１はＴＣＵ１０５０を備えなくてもよい。
【００３９】
第１のＥＣＵ１０１０は、メイン演算器１０１１とＨＳＭ（Hardware Security Module）１０１２を備える。メイン演算器１０１１は、第１のＥＣＵ１０１０の機能を実現させるためのコンピュータプログラムを実行する。ＨＳＭ１０１２は暗号処理機能等を有する。ＨＳＭ１０１２は耐タンパー性（Tamper Resistant）を有する。ＨＳＭ１０１２はセキュアエレメント（Secure Element：SE）の例である。ＨＳＭ１０１２は、鍵等のデータを記憶する記憶部１０１３を備える。メイン演算器１０１１はＨＳＭ１０１２を使用する。  第２のＥＣＵ１０２０は、メイン演算器１０２１とＳＨＥ（Secure Hardware Extension）１０２２を備える。メイン演算器１０２１は、第２のＥＣＵ１０２０の機能を実現させるためのコンピュータプログラムを実行する。ＳＨＥ１０２２は暗号処理機能等を有する。ＳＨＥ１０２２は耐タンパー性を有する。ＳＨＥ１０２２はセキュアエレメントの例である。ＳＨＥ１０２２は、鍵等のデータを記憶する記憶部１０２３を備える。メイン演算器１０２１はＳＨＥ１０２２を使用する。
【００４０】
自動車１００１に備わる車載コンピュータシステム１００２は、第１のＥＣＵ１０１０と複数の第２のＥＣＵ１０２０とがＣＡＮ１０３０に接続されて構成される。第１のＥＣＵ１０１０は、ゲートウェイ機能を有し、車載コンピュータシステム１００２の内部と外部の間の通信を監視する。本実施形態において、車載コンピュータシステム１００２は、自動車１００１の車載制御システムとして機能する。
以下の説明において、第１のＥＣＵ１０１０と第２のＥＣＵ１０２０とを特に区別しないときは単にＥＣＵと称する。
【００４１】
サーバ装置１３００は、通信回線を介して、自動車１００１のＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１とデータを送受する。サーバ装置１３００は、自動車１００１のＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１が利用する無線通信ネットワークを介して、該通信モジュール１０５１とデータを送受する。又は、サーバ装置１３００は、インターネット等の通信ネットワークと該無線通信ネットワークとを介して、該通信モジュール１０５１とデータを送受してもよい。また、例えば、サーバ装置１３００と通信モジュール１０５１との間をＶＰＮ（Virtual Private Network）回線等の専用回線で接続し、該専用回線でデータを送受してもよい。例えば、ＳＩＭ１０５２に対応する無線通信ネットワークによって、ＶＰＮ回線等の専用回線が提供されてもよい。
【００４２】
＜第１のＥＣＵ＞
図５は、第１のＥＣＵ１０１０の構成例を示す図である。図５おいて、第１のＥＣＵ１０１０は、メイン演算器１０１１とＨＳＭ１０１２とインタフェース部２０とを備える。メイン演算器１０１１は、制御部２１と記憶部２２とを備える。ＨＳＭ１０１２は、記憶部１０１３と初期鍵生成部３３と車内鍵生成部３４と暗号処理部３５と認証部３６と鍵生成部３７と公開鍵証明書取得部３８とを備える。
インタフェース部２０は、ＣＡＮ１０３０を介してデータを送受するインタフェースと、インフォテイメント機器１０４０とデータを送受するインタフェースと、ＴＣＵ１０５０とデータを送受するインタフェースと、診断ポート１０６０を介してデータを送受するインタフェースとを備える。メイン演算器１０１１は、インタフェース部２０を介して、第１のＥＣＵ１０１０以外の他の装置とデータの送受を行う。
インタフェース部２０において、ＣＡＮ１０３０を介してデータを送受するインタフェースは、ＣＡＮ１０３０に接続する複数のポートを備えてもよい。これにより、第１のＥＣＵ１０１０は、ＣＡＮ１０３０を介して、同時に複数の第２のＥＣＵ１０２０とデータの送受を行うことができる。
【００４３】
制御部２１は、第１のＥＣＵ１０１０の制御を行う。記憶部２２は、データを記憶する。記憶部１０１３は、鍵等のデータを記憶する。初期鍵生成部３３は、第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵を生成する。車内鍵生成部３４は、自動車１００１の内部で使用される鍵である車内鍵を生成する。暗号処理部３５は、データの暗号化及び暗号データの復号を行う。認証部３６は、ＴＣＵ１０５０との間で認証処理を行う。また、認証部３６は、第２のＥＣＵ１０２０との間で認証処理を行う。鍵生成部３７は、第１のＥＣＵ公開鍵と第１のＥＣＵ秘密鍵のペアを生成し、第１のＥＣＵ秘密鍵を記憶部１０１３へ記憶する。公開鍵証明書取得部３８は、ＴＣＵ１０５０へ第１のＥＣＵ公開鍵証明書の発行を要求し、ＴＣＵ１０５０から第１のＥＣＵ公開鍵証明書を取得する。例えば、公開鍵証明書取得部３８は、鍵生成部３７が生成した第１のＥＣＵ公開鍵を含む公開鍵証明書発行要求を車内認証局３００へ送信する。公開鍵証明書取得部３８は、車内認証局３００が送信した第１のＥＣＵ公開鍵証明書を受信すると、該第１のＥＣＵ公開鍵証明書を記憶部１０１３へ記憶する。
【００４４】
＜第２のＥＣＵ＞
図６は、第２のＥＣＵ１０２０の構成例を示す図である。図６において、第２のＥＣＵ１０２０は、メイン演算器１０２１とＳＨＥ１０２２とインタフェース部４０とを備える。メイン演算器１０２１は、制御部４１と記憶部４２とを備える。ＳＨＥ１０２２は、記憶部１０２３と暗号処理部５３と認証部５４と鍵生成部５５と公開鍵証明書取得部５６とを備える。
インタフェース部４０は、ＣＡＮ１０３０を介してデータを送受するインタフェースを備える。メイン演算器１０２１は、インタフェース部４０を介して、自第２のＥＣＵ１０２０以外の他の装置とデータの送受を行う。
制御部４１は、第２のＥＣＵ１０２０の制御を行う。記憶部４２は、データを記憶する。記憶部１０２３は、鍵等のデータを記憶する。暗号処理部５３は、データの暗号化及び暗号データの復号を行う。認証部５４は、ＴＣＵ１０５０との間で認証処理を行う。また、認証部５４は、第１のＥＣＵ１０１０との間で認証処理を行う。鍵生成部５５は、第２のＥＣＵ公開鍵と第２のＥＣＵ秘密鍵のペアを生成し、第２のＥＣＵ秘密鍵を記憶部１０２３へ記憶する。公開鍵証明書取得部５６は、ＴＣＵ１０５０へ第２のＥＣＵ公開鍵証明書の発行を要求し、ＴＣＵ１０５０から第２のＥＣＵ公開鍵証明書を取得する。例えば、公開鍵証明書取得部５６は、鍵生成部５５が生成した第２のＥＣＵ公開鍵を含む公開鍵証明書発行要求をＴＣＵ１０５０へ送信する。公開鍵証明書取得部５６は、ＴＣＵ１０５０が送信した第２のＥＣＵ公開鍵証明書を受信すると、該第２のＥＣＵ公開鍵証明書を記憶部１０２３へ記憶する。
【００４５】
次に図７を参照して、実施形態に係る公開鍵証明書の発行方法の例を説明する。ここでは、一例として、ＴＣＵ１０５０が第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する場合について説明する。なお、ＴＣＵ１０５０が第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する場合についても適用できる。
（ステップＳ７０２）第１のＥＣＵ１０１０は、ＴＣＵ１０５０へ該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを送信する。
（ステップＳ７０４）ＴＣＵ１０５０は、第１のＥＣＵ１０１０が送信する該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを受信すると、該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤと、マスタ鍵(Master_Secret)とから生成される初期鍵を用いて第１のＥＣＵ１０１０と相互認証を行う。この相互認証方法の一例として、本実施形態では、チャレンジ／レスポンス認証方式を用いる。
チャレンジ／レスポンス認証方式では、一方（認証部３５５）からチャレンジ値（例えば、ＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２の認証部３５５が発生した乱数）をもう一方（第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２の認証部３６）へ送る。第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２の認証部３６は、記憶部１０１３に格納されている初期鍵で該チャレンジ値を暗号化し、該チャレンジ値の暗号データをレスポンス値としてＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２の認証部３５５へ送る。ＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２の認証部３５５は、初期鍵で該レスポンス値を復号し、該復号結果がチャレンジ値に一致するかを検査する。このレスポンス値の検査が合格である場合には、一方向（ＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２が第１のＥＣＵ１０１０を認証する方向）の認証が成功である。もう一方向（第１のＥＣＵ１０１０がＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２を認証する方向）についても同様に実施し、レスポンス値の検査が合格である場合には、もう一方向（第１のＥＣＵ１０１０がＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２を認証する方向）の認証が成功である。両方向の認証が成功である場合にはＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２と第１のＥＣＵ１０１０の相互認証が成功であり、いずれかの方向の認証が失敗である場合にはＴＣＵ１０５０のＳＩＭ１０５２と第１のＥＣＵ１０１０の相互認証が失敗である。
（ステップＳ７０６）第１のＥＣＵ１０１０の認証が成功した場合に、ＴＣＵ１０５０から第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する。
【００４６】
＜ＥＣＵへＥＣＵ初期鍵を書込む処理＞
図８を参照して、第１のＥＣＵ１０１０、及び第２のＥＣＵ１０２０へＥＣＵ初期鍵を書込む処理を説明する。図８では、第１のＥＣＵ１０１０と、第２のＥＣＵ１０２０とをＥＣＵ４２０と記載する。
図８において、初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ４２０の製造工場内の部屋７００の中に設置されている。部屋７００は、情報セキュリティが確保された部屋である。初期鍵書込み装置７０１は、マスタ鍵（MASTER KEY）Master_Secretを有する。マスタ鍵Master_Secretは、事前に、初期鍵書込み装置７０１に設定される。初期鍵書込み装置７０１に対するマスタ鍵Master_Secretの設定は、安全に実行される。初期鍵書込み装置７０１が有するマスタ鍵Master_Secretと、自動車１００１の第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２の記憶部１０１３に記憶されるマスタ鍵Master_Secretとは、同じである。該マスタ鍵Master_Secretは安全に管理される。
なお、第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２に必ずしも、マスタ鍵Master_Secretが記憶される訳ではない。
【００４７】
初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ４２０との間でデータを交換するためのＥＣＵ接続インタフェースを備える。初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ接続インタフェースに接続されたＥＣＵ４２０との間でデータを交換する。なお、ここでは、初期鍵書込み装置７０１は、３個のＥＣＵ接続インタフェースを備え、該ＥＣＵ接続インタフェースにより同時に３個の第２のＥＣＵ１０２０を接続可能とする。
図８には、自動車１００１に搭載されるＥＣＵ４２０として、３個のＥＣＵ４２０が示される。該３個のＥＣＵ４２０を、各々、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｃ＿４２０と称する。ここでは、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０、及びＥＣＵ＿Ｃ＿４２０を例に挙げて説明する。
【００４８】
初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ接続インタフェースにより、同時に、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０、及びＥＣＵ＿Ｃ＿４２０を接続する。
（ステップＳ８０２）ＥＣＵ＿Ａ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０、及びＥＣＵ＿Ｃ＿４２０の各々は、自己のＥＣＵ識別子を初期鍵書込み装置７０１へ送信する。具体的には、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０は、ＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ａを初期鍵書込み装置７０１へ送信する。ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０は、ＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ｂを初期鍵書込み装置７０１へ送信する。ＥＣＵ＿Ｃ＿４２０は、ＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ｃを初期鍵書込み装置７０１へ送信する。
ＥＣＵ識別子として、例えば、ＥＣＵ４２０を構成するハードウェアであるＬＳＩ等の半導体集積回路に製造時に埋め込まれた識別子を利用してもよい。例えば、ＥＣＵ４２０のマイクロコンピュータのＬＳＩに埋め込まれている識別子を、ＥＣＵ識別子に利用してもよい。
（ステップＳ８０４）初期鍵書込み装置７０１は、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ識別子を使用してＥＣＵ初期鍵を生成する。具体的には、初期鍵書込み装置７０１は、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ＿Ａ＿４２０のＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ａを使用して、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０のＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿Ａを生成する。初期鍵書込み装置７０１は、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ＿Ｂ＿４２０のＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ｂを使用して、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０のＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿Ｂを生成する。初期鍵書込み装置７０１は、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ＿Ｃ＿４２０のＥＣＵ識別子ＥＣＵ＿ＩＤ＿Ｃを使用して、ＥＣＵ＿Ｃ＿４２０のＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿Ｃを生成する。
【００４９】
ＥＣＵ初期鍵の生成方法の例１、例２を説明する。
（ＥＣＵ初期鍵の生成方法の例１）
ＥＣＵ初期鍵の生成方法の例１では、ハッシュ関数を利用する。例えば、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ識別子の連結データを入力値に使用してハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値をＥＣＵ初期鍵に使用してもよい。
（ＥＣＵ初期鍵の生成方法の例２）
ＥＣＵ初期鍵の生成方法の例２では、排他的論理和演算を利用する。例えば、マスタ鍵Master_SecretとＥＣＵ識別子の排他的論理和演算を実行し、演算結果の値「マスタ鍵Master_Secret  ｘｏｒ  ＥＣＵ識別子」をＥＣＵ初期鍵に使用してもよい。
但し、「Ａ  ｘｏｒ  Ｂ」はＡとＢの排他的論理和である。
【００５０】
（ステップＳ８０６）初期鍵書込み装置７０１は、生成したＥＣＵ初期鍵を対応する第２のＥＣＵ１０２０に書込む。具体的には、初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿ＡをＥＣＵ＿Ａ＿４２０に書込む。初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿ＢをＥＣＵ＿Ｂ＿４２０に書込む。初期鍵書込み装置７０１は、ＥＣＵ初期鍵Ｋｅｙ＿ＣをＥＣＵ＿Ｃ＿４２０に書込む。
【００５１】
ＥＣＵ初期鍵が書き込まれた後に、ＥＣＵ＿Ａ＿４２０、ＥＣＵ＿Ｂ＿４２０、及びＥＣＵ＿Ｃ＿４２０は自動車１００１に搭載される。
＜車内共通鍵の配布の例１＞
図９を参照して、実施形態に係る車内共通鍵の配布の例１を説明する。図９は、自動車１００１において、第２のＥＣＵ１０２０へ車内共通鍵を配布する方法を示す。
第１のＥＣＵ１０１０（マスタＥＣＵ）のＨＳＭ１０１２は、自動車１００１に既に搭載されている第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵を記憶部１０１３に記憶している。また、記憶部１０１３は、最新の車内共通鍵Ｋｘ２を記憶している。車内共通鍵Ｋｘ２は、自動車１００１に既に搭載されている第２のＥＣＵ１０２０に対して過去に配布した最新の車内共通鍵である。
ここでは、自動車１００１に実装される一つの第２のＥＣＵ１０２０について説明する。第２のＥＣＵ１０２０のＳＨＥ１０２２は、自第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を記憶部４２３に記憶している。第２のＥＣＵ１０２０は、自己の識別子ＥＣＵ＿ＩＤを有する。車内認証局３００の記憶部３６０は、マスタ鍵を認証局鍵記憶部３０５に記憶している。記憶部３６０の認証局鍵記憶部３０５に記憶されるマスタ鍵は、第２のＥＣＵ１０２０の記憶部１０２３に記憶される初期鍵Ｋｉ５の生成時に該第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤと共に使用されたマスタ鍵と同じマスタ鍵である。
【００５２】
（ステップＳ９０２）第２のＥＣＵ１０２０は、自動車１００１に搭載されてから初めて電源投入された時に、自己の識別子ＥＣＵ＿ＩＤを記憶部３６０へ供給する。第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤは、第２のＥＣＵ１０２０から第１のＥＣＵ１０１０を介して通信モジュール１０５１へ送信される。通信モジュール１０５１は、該受信した第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤを記憶部３６０へ供給する。
（ステップＳ９０４）初期鍵生成部３０１は、認証局鍵記憶部３０５からマスタ鍵を取得し、取得したマスタ鍵と第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤを使用して該第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を生成する。通信部３３０は、記憶部３６０が生成した第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５と該第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤの組を第１のＥＣＵ１０１０へ送信する。
第１のＥＣＵ１０１０は、該受信した第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５と該第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤの組をＨＳＭ１０１２へ供給する。ＨＳＭ１０１２は、該第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤに関連付けて該第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を記憶部１０１３に記憶する。これにより、第１のＥＣＵ１０１０は、第２のＥＣＵ１０２０と、該第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を共有する。
第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法は予め定められている。第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法の例１、例２を説明する。
【００５３】
（第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法の例１）
第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法の例１では、ハッシュ関数を利用する。例えば、マスタ鍵と第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤの連結データを入力値に使用してハッシュ値を算出し、算出したハッシュ値を第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵に使用してもよい。
【００５４】
（第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法の例２）
第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵の生成方法の例２では、排他的論理和演算を利用する。例えば、マスタ鍵と第２のＥＣＵ１０２０の識別子ＥＣＵ＿ＩＤの排他的論理和演算を実行し、演算結果の値「マスタ鍵  ｘｏｒ  識別子ＥＣＵ＿ＩＤ」を第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵に使用してもよい。但し、「Ａ  ｘｏｒ  Ｂ」はＡとＢの排他的論理和である。（ステップＳ９０６）第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２は、乱数Ｒｍを生成し、生成した乱数Ｒｍをチャレンジ値とする。第１のＥＣＵ１０１０は、チャレンジ値Ｒｍを第２のＥＣＵ１０２０へ送信する。
【００５５】
（ステップＳ９０８）第２のＥＣＵ１０２０は、第１のＥＣＵ１０１０から受信したチャレンジ値ＲｍをＳＨＥ１０２２へ供給する。ＳＨＥ１０２２は、該チャレンジ値Ｒｍを記憶部４２３に記憶される自第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５で暗号化した暗号化データＫｉ５（Ｒｍ）を生成する。第２のＥＣＵ１０２０は、暗号化データＫｉ５（Ｒｍ）をレスポンス値として、第１のＥＣＵ１０１０へ送信する。第１のＥＣＵ１０１０は、該受信したレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）をＨＳＭ１０１２へ供給する。
【００５６】
ＨＳＭ１０１２は、該レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、ＨＳＭ１０１２は、記憶部１０１３に記憶される第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を使用して、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）を検証する。レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証方法として、以下に示す検証方法の例１、２が挙げられる。
【００５７】
（検証方法の例１）
ＨＳＭ１０１２は、記憶部１０１３に記憶される複数の初期鍵Ｋｉ１、・・・、Ｋｉ５、・・・の各々でチャレンジ値Ｒｍを暗号化し、各暗号化結果がレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）に一致するかを判定する。判定の結果、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）に一致する暗号化結果が一つだけある場合には、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が成功である。一方、判定の結果、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）に一致する暗号化結果がない場合、及び、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）に一致する暗号化結果が複数ある場合には、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が失敗である。
（検証方法の例２）
ＨＳＭ１０１２は、記憶部１０１３に記憶される複数の初期鍵Ｋｉ１、・・・、Ｋｉ５、・・・の各々でレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）を復号化し、各復号化結果がチャレンジ値Ｒｍに一致するかを判定する。判定の結果、チャレンジ値Ｒｍに一致する復号化結果が一つだけある場合には、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が成功である。一方、判定の結果、チャレンジ値Ｒｍに一致する復号化結果がない場合、及び、チャレンジ値Ｒｍに一致する復号化結果が複数ある場合には、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が失敗である。
【００５８】
レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が失敗である場合には、図９の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。
【００５９】
（ステップＳ９１０）第２のＥＣＵ１０２０のＳＨＥ１０２２は、乱数Ｒｎを生成し、生成した乱数Ｒｎをチャレンジ値とする。第２のＥＣＵ１０２０は、チャレンジ値ＲｎをマスタＥＣＵ１０１０へ送信する。
（ステップＳ９１２）第１のＥＣＵ１０１０は、第２のＥＣＵ１０２０から受信したチャレンジ値ＲｎをＨＳＭ１０１２へ供給する。ＨＳＭ１０１２は、該チャレンジ値Ｒｎを、上記ステップＳ９０８のレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｍ）の検証で成功した際に使用された第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５で暗号化した暗号化データＫｉ５（Ｒｎ）を生成する。第１のＥＣＵ１０１０は、暗号化データＫｉ５（Ｒｎ）をレスポンス値として、第２のＥＣＵ１０２０へ送信する。第２のＥＣＵ１０２０は、該受信したレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）をＳＨＥ１０２２へ供給する。
【００６０】
ＳＨＥ１０２２は、該レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）に対して、レスポンスマッチング処理を実行する。レスポンスマッチング処理では、ＳＨＥ１０２２は、記憶部１０２３に記憶される自第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を使用して、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）を検証する。レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）の検証方法としては、上述した検証方法の例１、２と同様の方法が挙げられる。
レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）の検証が成功である場合には以降のステップへ進む。一方、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）の検証が失敗である場合には、図９の処理を終了する。なお、レスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）の検証が失敗である場合には、所定のエラー処理を行ってもよい。
【００６１】
（ステップＳ９１４）第１のＥＣＵ１０１０のＨＳＭ１０１２は、上記ステップＳ９０８のレスポンス値Ｋｉ５（Ｒｎ）の検証で成功した際に使用された第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５を使用して、記憶部１０１３に記憶される車内共通鍵Ｋｘ２を暗号化し、車内交換鍵Ｋｉ５（Ｋｘ２）を生成する。第１のＥＣＵ１０１０は、車内交換鍵Ｋｉ５（Ｋｘ２）を第２のＥＣＵ１０２０へ送信する。第２のＥＣＵ１０２０は、該受信した車内交換鍵Ｋｉ５（Ｋｘ２）をＳＨＥ１０２２へ供給する。
（ステップＳ９１６）第２のＥＣＵ１０２０のＳＨＥ１０２２は、暗号化車内共通鍵Ｋｉ５（Ｋｘ２）を、鍵記憶部２３に記憶される自第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵Ｋｉ５で復号化する。この復号化結果として車内共通鍵Ｋｘ２が得られる。
【００６２】
（ステップＳ９１８）第２のＥＣＵ１０２０のＳＨＥ１０２２は、該復号化結果の車内共通鍵Ｋｘ２を記憶部４２３に記憶する。
上述の通信方法の例１では、記憶部３６０が、鍵の安全性の要求のレベルが比較的高いマスタ鍵を有し、該マスタ鍵を使用して第２のＥＣＵ１０２０の初期鍵を生成する。また、ＨＳＭ１０１２が、鍵の配布の高速性の要求のレベルが比較的高い車内共通鍵の配布時の処理を実行する。
【００６３】
＜第２実施形態＞
図１０は、本実施形態に係る自動車１００１の構成例を示す図である。本実施形態では、車外のメンテナンスツールから公開鍵証明書を第１のＥＣＵ１０１０、及び第２のＥＣＵ１０２０へ発行する場合を例に挙げて説明する。
図１０において、図４の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１０に示す自動車の構成例において、診断ポート１０６０にはメンテナンスツール（maintenance tool）１２００を接続可能である。第１のＥＣＵ１０１０と診断ポート１０６０に接続されたメンテナンスツール１２００とは、診断ポート１０６０を介して、データを交換する。メンテナンスツール１２００は、ＯＢＤポートに接続される従来の診断端末の機能を有していてもよい。
【００６４】
メンテナンスツール１２００は、制御モジュール１２０１を備える。制御モジュール１２０１は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ１２０２を備える。ＩＣチップ１２０２は、鍵等のデータを記憶する記憶部１２０３を備える。ＩＣチップ１２０２は耐タンパー性を有する。ＩＣチップ１２０２はセキュアエレメントの例である。ＩＣチップ１２０２は、コンピュータの一種であり、コンピュータプログラムによって所望の機能を実現する。メンテナンスツール１２００内に、ＩＣチップ１２０２を利用して構築した認証局の構成は、図２の車内認証局３００の構成を適用できる。
【００６５】
サーバ装置１３００は、通信回線を介して、メンテナンスツール１２００とデータを送受する。例えば、サーバ装置１３００とメンテナンスツール１２００との間をＶＰＮ回線等の専用回線で接続し、該専用回線でデータを送受してもよい。
【００６６】
次に図１１を参照して、実施形態に係る公開鍵証明書の発行方法の例を説明する。ここでは、一例として、メンテナンスツール１２００が第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する場合について説明する。なお、メンテナンスツール１２００が第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する場合についても適用できる。
（ステップＳ１１０２）第１のＥＣＵ１０１０は、メンテナンスツール１２００へ該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを送信する。
（ステップＳ１１０４）メンテナンスツール１２００は、第１のＥＣＵ１０１０が送信する該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを受信すると、該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤと、マスタ鍵(Master_Secret)とから生成される初期鍵を用いて第１のＥＣＵ１０１０と相互認証を行う。
（ステップＳ１１０６）第１のＥＣＵ１０１０の認証が成功した場合に、メンテナンスツール１２００から第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する。
【００６７】
＜第３実施形態＞
図１２は、本実施形態に係る自動車１００１の構成例を示す図である。本実施形態では、車外のサーバ装置１３００から公開鍵証明書を第１のＥＣＵ１０１０へ発行する場合を例に挙げて説明する。
図１２において、図４の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１２に示す自動車の構成例において、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１が備えるＳＩＭ１０５２は、鍵等のデータを記憶する記憶部１０５３を備えていない。
サーバ装置１３００に配置される認証局の構成は、図２の車内認証局３００の構成を適用できる。
次に図１３を参照して、実施形態に係る公開鍵証明書の発行方法の例を説明する。ここでは、一例として、サーバ装置１３００が第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する場合について説明する。なお、サーバ装置１３００が第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する場合についても適用できる。
（ステップＳ１３０２）第１のＥＣＵ１０１０は、サーバ装置１３００へ該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを送信する。
（ステップＳ１３０４）サーバ装置１３００は、第１のＥＣＵ１０１０が送信する該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを受信すると、該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤと、マスタ鍵(Master_Secret)とから生成される初期鍵を用いて第１のＥＣＵ１０１０と相互認証を行う。
（ステップＳ１３０６）第１のＥＣＵ１０１０の認証が成功した場合に、サーバ装置１３００から第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する。
【００６８】
＜第４実施形態＞
図１４は、本実施形態に係る自動車１００１の構成例を示す図である。本実施形態では、第１のＥＣＵ１０１０から公開鍵証明書を第２のＥＣＵ１０２０へ発行する場合を例に挙げて説明する。
図１４において、図４の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
次に図１５を参照して、実施形態に係る公開鍵証明書の発行方法の例を説明する。ここでは、一例として、第１のＥＣＵ１０１０が第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する場合について説明する。
（ステップＳ１５０２）第２のＥＣＵ１０２０は、第１のＥＣＵ１０１０へ該第２のＥＣＵ１０２０のＥＣＵ＿ＩＤを送信する。
（ステップＳ１５０４）第１のＥＣＵ１０１０は、第２のＥＣＵ１０２０が送信する該第２のＥＣＵ１０２０のＥＣＵ＿ＩＤを受信すると、該第２のＥＣＵ１０２０のＥＣＵ＿ＩＤと、マスタ鍵(Master_Secret)とから生成される初期鍵を用いて第２のＥＣＵ１０２０と相互認証を行う。この相互認証方法の一例として、本実施形態では、前述したチャレンジ／レスポンス認証方式を用いる。
（ステップＳ１５０６）第２のＥＣＵ１０２０の認証が成功した場合に、第１のＥＣＵ１０１０から第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する。
前述した実施形態では、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１のＳＩＭ１０５２と第１のＥＣＵ１０１０との間、メンテナンスツール１２００のＩＣチップ１２０２と第１のＥＣＵ１０１０との間、サーバ装置１３００と第１のＥＣＵ１０１０との間、及び第１のＥＣＵ１０１０と第２のＥＣＵ１０２０との間で、初期鍵を用いて認証する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１のＳＩＭ１０５２と第１のＥＣＵ１０１０との間、メンテナンスツール１２００のＩＣチップ１２０２と第１のＥＣＵ１０１０との間、サーバ装置１３００と第１のＥＣＵ１０１０との間、及び第１のＥＣＵ１０１０と第２のＥＣＵ１０２０との間で、初期鍵に代えて、車内共通鍵を用いて認証するようにしてもよい。車内共通鍵で認証する場合には、第１のＥＣＵ１０１０は、ＴＣＵ１０５０の通信モジュール１０５１のＳＩＭ１０５２、メンテナンスツール１２００のＩＣチップ１２０２、及びサーバ装置１３００へ車内共通鍵を送信する。第１のＥＣＵ１０１０は、車内共通鍵を初期鍵で暗号化して送信するようにしてもよい。
【００６９】
＜変形例＞
図１６は、変形例に係る階層構成を示す図である。変形例に係る階層構成２は、実施形態に係る階層構成１において、車内認証局３００を省略したものである。つまり、変形例に係る階層構成２では、オーイーエム認証局２００が、第１のＥＣＵ１０１０や、第１のＥＣＵ１０１０が搭載するアプリへ公開鍵証明書の発行を行う。オーイーエム認証局２００の構成は、図２の車内認証局３００の構成を適用できる。
【００７０】
＜オーイーエム認証局と第１のＥＣＵの動作＞
次に図１７を参照して、変形例に係る公開鍵証明書の発行方法の例を説明する。ここでは、一例として、オーイーエム認証局２００が第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する場合について説明する。なお、オーイーエム認証局２００が第２のＥＣＵ１０２０へ公開鍵証明書を発行する場合についても適用できる。
（ステップＳ１７０２）第１のＥＣＵ１０１０は、オーイーエム認証局２００へ該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを送信する。
（ステップＳ１７０４）オーイーエム認証局２００は、第１のＥＣＵ１０１０が送信する該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤを受信すると、該第１のＥＣＵ１０１０のＥＣＵ＿ＩＤと、マスタ鍵(Master_Secret)とから生成される初期鍵を用いて第１のＥＣＵ１０１０と相互認証を行う。
（ステップＳ１７０６）第１のＥＣＵ１０１０の認証が成功した場合に、オーイーエム認証局２００から第１のＥＣＵ１０１０へ公開鍵証明書を発行する。
【００７１】
実施形態、及び変形例によれば、自動車、車載ＥＣＵ、ＥＣＵに搭載されたアプリの認証のために、新たな公開鍵基盤を設ける。具体的には、自動車メーカを認証するルート認証局、各自動車メーカが運営するオーイーエム認証局、車内のＥＣＵやアプリに公開鍵証明書を発行する車内認証局の三層で構成する。
さらに、車内認証局から、自動車、ＥＣＵ、ＥＣＵに搭載されたアプリに公開鍵証明書を発行する際に、各ＥＣＵにプリセットされるマスタ鍵から派生される初期鍵、もしくは初期鍵を用いて第１のＥＣＵが第２のＥＣＵへ配信する車内共通鍵を用いる。これによって、ＥＣＵの信頼性を確認した上で、公開鍵証明書を発行できる。
【００７２】
また、偽のＥＣＵや、ＥＣＵに搭載された偽のアプリへ公開鍵証明書が発行されるのを阻止できる。また、異なる自動車メーカの自動車間、ＥＣＵ間、ＥＣＵに搭載されたアプリ間で、公開鍵証明書ベースの認証を行えるようにできる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
上述した実施形態では、車両として自動車を例に挙げたが、原動機付自転車や鉄道車両等の自動車以外の他の車両にも適用可能である。
【００７４】
また、上述したルート認証局、オーイーエム認証局、第１のＥＣＵ、又は第２のＥＣＵの機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００７５】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。  また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１００…ルート認証局、１０２…認証局公開鍵証明書生成部、１０５…ルート認証局鍵記憶部、１４５…制御部、１５０…アプリケーション、１３５…通信部、１６０…記憶部、２００…オーイーエム認証局、２０２…公開鍵証明書生成部、２０５…認証局鍵記憶部、２０８…認証局鍵生成部、２０９…認証局公開鍵証明書取得部、２３０…通信部、２４０…制御部、２５０…アプリケーション、記憶部…２６０、３００…車内認証局、３０１…初期鍵生成部、３０２…公開鍵証明書生成部、３０４…暗号処理部、３０５…認証局鍵記憶部、３０８…認証局鍵生成部、３０９…認証局公開鍵証明書取得部、３３０…通信部、３４０…制御部、３４５…アプリケーション、３５５…認証部、３６０…記憶部、１００１…自動車、１０１０…第１のＥＣＵ、１０１１…メイン演算器、１０１２…ＨＳＭ、１０１３…記憶部、１０２１…メイン演算器、１０２２…ＨＳＭ、１０２３…記憶部、２０…インタフェース部、２１…制御部、２２…記憶部、３３…初期鍵生成部、３４…車内鍵生成部、３５…暗号処理部、３６…認証部、３７…鍵生成部、３８…公開鍵証明書取得部、１０２０…第２のＥＣＵ、４０…インタフェース部、４１…制御部、４２…記憶部、５３…暗号処理部、５４…認証部、５５…鍵生成部、５６…公開鍵証明書取得部、１０３０…ＣＡＮ、１０５０…ＴＣＵ、１０５１…通信モジュール、１０５２…ＳＩＭ、１０６０…診断ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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