(57)【要約】【課題】車両になりすまして偽のメッセージ情報を送信するのを防止する車両用無線通信装置を得る。【解決手段】車載ネットワークに接続され、車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段５０１と、ＩＤ出現頻度計数手段で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段５０２、５０３と、なりすまし判定手段によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段１０８とを備える。【選択図】図２
2018050212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載ネットワークに接続され、前記車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段と、前記ＩＤ出現頻度計数手段で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段と、前記なりすまし判定手段によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段とを備えた車両用無線通信装置。
【請求項２】
前記なりすまし判定手段は、各ＩＤの出現頻度のパターンを複数記憶したマッチングパラメータテーブルと、データパケットが入力される毎に、前記ＩＤ出現頻度計数手段で計数したＩＤの出現頻度が前記マッチングパラメータテーブルに設定されたパターンに合致するかを判断するマッチング判定処理部とで構成された請求項１に記載の車両用無線通信装置。
【請求項３】
前記マッチングパラメータテーブルには、１番目に受信数の多い最頻出ＩＤと２番目に受信数の多い次頻出ＩＤ、および最頻出ＩＤと次頻出ＩＤの受信数比の最大値と最小値がパターンとして記録されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用無線通信装置。
【請求項４】
前記なりすまし判定手段は、各ＩＤの出現頻度のパターンを通信装置の電源起動時からの経過時間により変化させるようにした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用無線通信装置。
【請求項５】
前記なりすまし判定手段は、通信装置を車両にセットアップする際に、搭載車両における各ＩＤの出現頻度を計数し、前記搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンを設定するようにした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載ネットワークに接続された車両用無線通信装置に関し、特に車両になりすましたメッセージ送信を防止可能な車両用無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理技術の進展に従い、車両間あるいは車両と路側機との間の無線通信を用いた交通安全システムや隊列走行システムなどが活発に検討されている。
例えば、周辺車両から無線通信を用いて送信された周辺車両の位置情報や走行方向などを用いて接触の危険の有無を判断し、接触の危険がある場合はドライバーに通知、もしくは自動的にステアリングやブレーキやアクセルを操作して回避動作を行うシステムが提案されている。
【０００３】
このような車々間通信や路車間通信などを用いたシステムにおいて、車両になりすまして偽の情報を送信する攻撃を受けることが懸念される。例えば通信相手車両の運転に対して本来の状況に合致しない操作を誘発する偽の情報を送信すると、交通安全システムの機能低下を生じる。
【０００４】
攻撃者が車両になりすましてメッセージ送信することを防止するため、車両の挙動情報の履歴に基づいて、当該履歴が車両の挙動に合致するか否かを判定し、合致する場合のみメッセージを送信することにより、なりすましデータの送信を防止する無線通信装置が提案されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の無線通信装置では、車両の挙動情報取得手段として、車両に搭載された加速度センサ、速度センサ、位置情報取得手段、ジャイロセンサを用いることが例示されているが、いずれの手段も搭載されていない車両も存在する。そのような車両に搭載する場合は、車両の挙動情報取得手段を別途設ける必要があり、システム全体のコストアップにつながるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の挙動情報取得手段が搭載されていない車両においても、車両になりすましたメッセージ送信を防止可能な車両用無線通信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる車両用無線通信装置は、車載ネットワークに接続され、車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段と、ＩＤ出現頻度計数手段で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段と、なりすまし判定手段によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、車両の挙動情報取得手段が搭載されていない車両においても、無線通信装置が車載ネットワークに接続されておれば、なりすましたメッセージ送信の防止機能を持った車両用無線通信装置を安価に構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる車両用無線通信装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる車両用無線通信装置の一部を構成するＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる車両用無線通信装置のＩＤ出現頻度マッチング判定の判定アルゴリズム例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る車両用無線通信装置を図１から図３に基づいて説明する。
図１は実施の形態１の車両用無線通信装置を示す構成図で、緊急ブレーキ警報システムに適用した例を示す構成図である。
【００１２】
緊急ブレーキ警報システムは、先行車両のブレーキ圧情報を後続車両に送信し、先行車両で急ブレーキが踏まれブレーキ圧が上昇したときに、後続車両において受信した先行車両のブレーキ圧情報により先行車両で急ブレーキが踏まれたことを判断し、ドライバーに注意喚起・警報を行うシステムである。
【００１３】
図１において、図１（ａ）は緊急ブレーキ警報システム動作時の車両の位置関係を示す図、図１（ｂ）は先行車両の無線通信装置（送信側）の構成図、図１（ｃ）は後続車両の無線通信装置（受信側）の構成図をそれぞれ示している。
図１（ａ）において、右側は先行車両（送信側）１、左側は後続車両（受信側）２であり、両車両１、２の無線通信装置は車載ネットワークで接続されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示す先行車両１の無線通信装置（送信側）１０において、ブレーキ圧センサ１０１の出力は、ＥＣＵ１０２に入力される。ＥＣＵ１０２はブレーキ圧センサの検出値を含むパケットをＣＡＮバス１０３に出力する。メッセージ送信部１０４はＣＡＮバス１０３に接続され、ＣＡＮバス１０３よりブレーキ圧センサの検出値を含むパケットを受信すると、ブレーキ圧センサの検出値をパケットから抽出し、抽出したブレーキ圧センサの検出値を後続車両２へ送信するデータパケットを生成してＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５へ出力する。
【００１５】
ＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５はＣＡＮバス１０３に接続され、ＣＡＮバス１０３を流れるパケットの各ＩＤの出現頻度を計数し、各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かを判定し、パターンが合致している場合のみメッセージ送信部１０４より入力された後続車両２へ送信するデータパケットを暗号化部１０６へ出力する。ＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５において、各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かを判定する方法については後述する。
【００１６】
暗号化部１０６は、鍵保存部１０７より入力された鍵情報を用いて後続車両２へ送信するデータパケットに署名情報を付加するとともに暗号化して無線通信部１０８に出力する。無線通信部１０８は暗号化された後続車両２へ送信するデータパケットを後続車両２へ送信する。したがって無線通信部１０８は、ＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段として機能する。
【００１７】
図１（ｃ）に示す後続車両２の無線通信装置（受信側）２０において、無線通信部２０１は、先行車両１で付加された署名情報とともに暗号化されたデータパケットを受信すると復号化部２０２へ出力する。復号化部２０２は、鍵保存部２０３より入力された鍵情報を用いて先行車両１より受信したデータパケットの復号化および署名検証を行い、署名が正しければ復号化したデータパケットをメッセージ受信部２０４に出力する。
【００１８】
メッセージ受信部２０４は、復号化部２０２より入力されたパケットから先行車両１のブレーキ圧センサの検出値を抽出し、抽出したブレーキ圧センサの検出値よりＣＡＮバス２０５へ送信するデータパケットを生成してＣＡＮバス２０５へ出力する。ＥＣＵ２０６はＣＡＮバス２０５より先行車両１のブレーキ圧センサの検出値を受信すると、先行車両１のブレーキ圧センサの検出値があらかじめ設定された所定の値より大きい時は、先行車両１が急ブレーキを掛けたと判断し、ＨＭＩ（ヒューマンインターフェイス）２０７よりドライバーに注意喚起・警報を行う。
【００１９】
次に、ＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５の判定アルゴリズムについて図２に基づいて説明する。図２はＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５の構成例を示す図である。
図２（ａ）はＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部１０５の処理ブロック図で、ＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１は、ＣＡＮバス１０３よりパケットを受信する毎に各ＩＤ番号の受信数をカウントする。図２（ｂ）はＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１がＩＤ番号の受信数をカウントするカウントテーブルの一例であり、受信ＩＤとその受信回数を記録、計数する。
【００２０】
ＣＡＮバス１０３より受信したパケットのＩＤがＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１に記録されていれば、該当のＩＤの受信数をカウントアップ、記録されていなければ、カウントテーブルに受信したＩＤを新規登録する。新規登録したＩＤの受信数には１をセットする。
したがってＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１は、車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段として機能する。
【００２１】
マッチング判定処理部５０２は、図１に示されるメッセージ送信部１０４よりデータパケットが入力される毎に、ＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１で計数したＩＤの出現頻度がマッチングパラメータテーブル５０３に設定されたパターンに合致するかを判断して、合致している場合は図１に示される暗号化部１０６へデータパケットを出力する。
【００２２】
したがってマッチング判定処理部５０２とマッチングパラメータテーブル５０３は、ＩＤ出現頻度カウントテーブル（ＩＤ出現頻度計数手段）５０１で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段として機能する。
【００２３】
図３はマッチング判定処理部５０２の判定アルゴリズム例を示す図である。マッチングパラメータテーブル５０３には、１番目に受信数の多い最頻出ＩＤと２番目に受信数の多い次頻出ＩＤ、および最頻出ＩＤと次頻出ＩＤの受信数比について想定されている最大値と最小値がパターンとして記録されている。このようなパターンは図３（ａ）に示すように複数（１〜ｎ）のパターンが用意されており、いずれかのパターンに合致すればパターンに合致したと判断する。
【００２４】
マッチング判定処理部５０２の判定アルゴリズムの詳細について、図３（ｂ）の処理フロー図を用いて説明する。
図３（ｂ）の処理フローに示される処理は、データパケットがマッチング判定処理部５０２に入力される毎に起動される。ステップＳ１では、ＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１から最頻出ＩＤとその受信数、次頻出ＩＤとその受信数を読み出し、読みだした受信数より、最頻出ＩＤ受信数と次頻出ＩＤ受信数の比を算出する。
【００２５】
次にステップＳ２では、マッチングパラメータテーブル５０３に記録されているパターンを最初から順に選択するため、マッチングパラメータのインデックスを１番目に設定する。続いてステップＳ３はステップＳ１で読みだした最頻出ＩＤがインデックスで選択されたマッチングパラメータと合致しているかを判断し、合致している場合はステップＳ４へ進む。ステップＳ４はステップＳ１で読みだした次頻出ＩＤがインデックスで選択されたマッチングパラメータと合致しているかを判断し、合致している場合はステップＳ５へ進む。ステップＳ５はステップＳ１で算出した受信数比がインデックスで選択されたマッチングパラメータの受信数比最大値以下であるかを判断し、以下の場合はステップＳ６へ進む。ステップＳ６はステップＳ１で算出した受信数比がインデックスで選択されたマッチングパラメータの受信数比最小値以上であるかを判断し、以上の場合はステップＳ７へ進む。
【００２６】
即ち、ステップＳ３〜ステップＳ６では、ステップＳ１で読みだした最頻出ＩＤ、次頻出ＩＤおよび算出した受信数の比が、インデックスで選択されたマッチングパラメータと合致しているかを判断し、合致している場合はステップＳ７へ進んで後続車両へ送信するデータパケットを出力する。
【００２７】
一方、ステップＳ３〜ステップＳ６において、インデックスで選択されたマッチングパラメータといずれか１つでも合致していなかった場合（ＮＯ）はステップＳ８に進む。ステップＳ８は、マッチングパラメータのインデックスをインクリメントし、ステップＳ３〜ステップＳ６において次のマッチングパラメータのパターンとの比較を上記と同様に行う。
ステップＳ９は全部のマッチングパラメータにおいて判定したかを確認し、マッチングパラメータのインデックスが設定されているテーブルの数を超過した場合（ＹＥＳ）は、判断分岐処理より分岐して、後続車両へ送信するデータパケットを出力せずに処理を終了する。
【００２８】
以上のように実施の形態１の発明は、車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度が、搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているときのみメッセージを送信することにより、なりすましデータの送信を防止するようにしているから、車両の挙動情報取得手段が搭載されていない車両においても、車載ネットワークが搭載されていれば、なりすまし防止機能を持った無線通信装置を安価に構成できる。
【００２９】
実施の形態２．
実施の形態１では、マッチングパラメータテーブル５０３に記録されている複数のマッチングパターンは一番目から順番に切り替えて、ＩＤの出現頻度のパターンがマッチングパターンに合致しているかを判定していたが、実施の形態２の発明は、搭載車両におけるＩＤの出現頻度のパターンであるマッチングパターンを車載の無線通信装置の電源起動時からの経過時間により切り替えて変化させる構成としてもよい。
この構成に依れば、車載ネットワークの模倣が難しくなるので、車載ネットワークの模倣による攻撃に対して、より防疫性の高いシステムが構成出来る。
【００３０】
実施の形態３．
また、なりすまし判定手段のマッチングパラメータテーブル５０３は、無線通信装置を車両にセットアップする際に、ＩＤ出現頻度カウントテーブル５０１より搭載車両における各ＩＤの出現頻度を計数し、計数された最頻出ＩＤ、次頻出ＩＤおよび算出した受信数の比より設定値を設定して、前記搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンを設定する構成としてもよい。
この構成によれば、車両搭載時にＩＤの出現頻度パターンを登録することにより、車種毎にＩＤの出現頻度パターンを設定する必要がなくなるため、車両への搭載性を向上することが出来る。
【００３１】
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明の車両用無線通信装置は、緊急ブレーキ警報システム以外に、交通センターなどが各車両から情報を収集して各地域の渋滞状況や気候などを把握して、これらの情報を各車両へフイードバックする情報案内システムなどに利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１：先行車両（送信側）、  ２：後続車両（受信側）、１０：無線通信装置（送信  側）、２０：無線通信装置（受信側）、  １０３：ＣＡＮバス、  １０４：メッセージ送信部、１０５：ＣＡＮ・ＩＤ出現頻度マッチング判定部、  
１０６：暗号化部、１０７：鍵保存部、１０８：無線通信部（送信手段）、  ２０１：無線通信部、２０２：復号化部、  ２０３：鍵保存部、  ２０４：メッセージ受信部、
５０１：ＩＤ出現頻度カウントテーブル（ＩＤ出現頻度計数手段）、
５０２：マッチング判定処理部（なりすまし判定手段）、
５０３：マッチングパラメータテーブル（なりすまし判定手段）
【図１】
2018050212.tif 000003
【図２】
2018050212.tif 000004
【図３】
2018050212.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月6日(2017.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載ネットワークに接続され、前記車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段と、前記ＩＤ出現頻度計数手段で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段と、前記なりすまし判定手段によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段とを備え、
前記なりすまし判定手段は、各ＩＤの出現頻度のパターンを複数記憶したマッチングパラメータテーブルと、データパケットが入力される毎に、前記ＩＤ出現頻度計数手段で計数したＩＤの出現頻度が前記マッチングパラメータテーブルに設定されたパターンに合致するかを判断するマッチング判定処理部とで構成され、前記マッチングパラメータテーブルには、１番目に受信数の多い最頻出ＩＤと２番目に受信数の多い次頻出ＩＤ、および前記最頻出ＩＤと前記次頻出ＩＤの受信数比の最大値と最小値がパターンとして複数記録されていることを特徴とする車両用無線通信装置。
【請求項２】
前記なりすまし判定手段は、各ＩＤの出現頻度のパターンを通信装置の電源起動時からの経過時間により変化させるようにした請求項１に記載の車両用無線通信装置。
【請求項３】
前記なりすまし判定手段は、通信装置を車両にセットアップする際に、搭載車両における各ＩＤの出現頻度を計数し、前記搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンを設定するようにした請求項１に記載の車両用無線通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る車両用無線通信装置は、車載ネットワークに接続され、車載ネットワークの各データパケットに付される各ＩＤの出現頻度を計数するＩＤ出現頻度計数手段と、ＩＤ出現頻度計数手段で計数された各ＩＤの出現頻度が、あらかじめ設定された搭載車両における各ＩＤの出現頻度のパターンに合致しているか否かにより、なりすましであるか否かを判定するなりすまし判定手段と、なりすまし判定手段によって、なりすましではないと判断された場合のみ、メッセージの送信を行う送信手段とを備え、なりすまし判定手段は、各ＩＤの出現頻度のパターンを複数記憶したマッチングパラメータテーブルと、データパケットが入力される毎に、ＩＤ出現頻度計数手段で計数したＩＤの出現頻度がマッチングパラメータテーブルに設定されたパターンに合致するかを判断するマッチング判定処理部とで構成され、マッチングパラメータテーブルには、１番目に受信数の多い最頻出ＩＤと２番目に受信数の多い次頻出ＩＤ、および最頻出ＩＤと次頻出ＩＤの受信数比の最大値と最小値がパターンとして複数記録されているものである。