(57)【要約】【課題】共通鍵暗号方式を採用したブロードキャスト通信において、第三者によるなりすましの脅威を低減する。【解決手段】受信部は、通信鍵を共有する他の端末装置からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する。フレーム処理部１４は、パケット信号に含まれるメッセージに、通信鍵を用いた共通鍵暗号方式によるセキュリティ処理が施されていない場合、当該メッセージを破棄する。セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かを処理部に設定する設定部を備えてもよい。【選択図】図４
2015142213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信鍵を共有する他の端末装置からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する受信部と、
前記パケット信号に含まれるメッセージに、前記通信鍵を用いた共通鍵暗号方式によるセキュリティ処理が施されていない場合、当該メッセージを破棄する処理部と、
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
他の端末装置からブロードキャスト送信されるメッセージのタイプとして、
平文タイプ、
前記メッセージに前記通信鍵をもとに生成されるＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）が付加されるタイプ、
前記メッセージが前記通信鍵を用いて暗号化されるタイプ、及び
前記メッセージに前記ＭＡＣが付加され、かつ前記通信鍵を用いて暗号化されるタイプが選択可能であり、
前記処理部は、受信されたパケット信号に含まれるメッセージが平文タイプである場合、当該メッセージを破棄することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かを前記処理部に設定する設定部を、さらに備え、
前記処理部は、前記設定部により設定された設定情報に応じて、前記セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否か決定することを特徴とする請求項１または２に記載の端末装置。
【請求項４】
ユーザにより切り替え操作が可能な物理的なスイッチを、さらに備え、
前記設定部は、前記スイッチの状態に応じて、前記セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かを前記処理部に設定することを特徴とする請求項３に記載の端末装置。
【請求項５】
前記受信部は、基地局装置がパケット信号をブロードキャスト送信可能な第１期間と、端末装置間のＣＳＭＡ／ＣＡ通信に使用可能な第２期間とが時分割多重されたフレームのうち、第１期間において、基地局装置から公開鍵証明書が付与されたパケット信号を受信するとともに、第２期間において、通信鍵を共有する他の端末装置からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特に他の端末装置からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本では７００ＭＨｚ帯を使用した高度道路交通システム（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＩＴＳ）の導入が検討されている。７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムでは各路側機は固有の公開鍵証明書を保持し、自己の公開鍵証明書を付加したパケット信号をブロードキャスト送信する。当該パケット信号を受信した車載器は、付加されている公開鍵証明書を検証することによって正当なパケット信号か否かを検証できる。一方、車載器は公開鍵証明書を保持せず、通信鍵（秘密鍵、共通鍵ともいう）を保持する。当該通信鍵は車載器間で予め共有される。車載器は当該通信鍵を用いてアプリケーションデータのメッセージ認証コード（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ：ＭＡＣ）を生成してパケットに付加する。または当該通信鍵を用いてアプリケーションデータを暗号化して秘匿する。車載器はＭＡＣ付加および暗号化の少なくとも一方をセキュリティ処理として実行することが可能であり、セキュリティ処理がなされたパケット信号をブロードキャスト送信する。当該パケット信号を受信した車載器は、共有された通信鍵を用いてＭＡＣ検証および／または復号することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムの路車間通信では、パケット信号に付加された公開鍵証明書を受信側で検証して送信元の真正性を確認するフェーズがあるが、車車間通信ではこのフェーズが省略される。車車間通信では、ＭＡＣ検証および／または復号の成否により間接的に第三者によるなりすましを検出しているが、第三者によるなりすましの危険性は路車間通信より相対的に高くなっている。７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムの車車間通信のように、公開鍵暗号方式ではなく共通鍵暗号方式を採用した通信では、第三者によるなりすましに対する十分な対策が必要となる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通鍵暗号方式を採用したブロードキャスト通信において、第三者によるなりすましの脅威を低減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の端末装置は、通信鍵を共有する他の端末装置からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する受信部と、前記パケット信号に含まれるメッセージに、前記通信鍵を用いた共通鍵暗号方式によるセキュリティ処理が施されていない場合、当該メッセージを破棄する処理部と、を備える。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、共通鍵暗号方式を採用したブロードキャスト通信において、第三者によるなりすましの脅威を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）−（ｄ）は、通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットを示す図である。
【図３】基地局装置の構成を示す図である。
【図４】車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。
【図５】車車間通信において生成されるパケット信号に含まれるセキュリティフレームのデータ構造の一例を示す図である。
【図６】セキュリティモジュールを通る場合の送信車載器と受信車載器のデータの流れを示す図である。
【図７】セキュリティモジュールを通らない場合の送信車載器と受信車載器のデータの流れを示す図である。
【図８】図８（ａ）−（ｃ）は、各種ヘッダのフィールド構成の一例を示す図である。
【図９】図６に示したセキュリティモジュールを通る場合のデータ構造の一例を示す図である。
【図１０】図７に示したセキュリティモジュールを通らない場合のデータ構造の一例を示す図である。
【図１１】図６に示したセキュリティモジュールを通る場合のデータ構造が平文の場合の例を示す図である。
【図１２】受信車載器の受理処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。以下、前述の７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムを想定する。７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と同様に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能を使用する。そのため、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。一方、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムでは不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要がある。そのような送信を効率的に実行するために、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムではパケット信号をブロードキャスト送信する。
【００１１】
つまり車車間通信として端末装置は、車両の速度あるいは位置等の情報を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また他の端末装置はパケット信号を受信するとともに、前述の情報をもとに車両の接近等を認識する。ここで、路車間通信と車車間通信との干渉を低減するために基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。基地局装置は路車間通信のために、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。
【００１２】
当該制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブロードキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は当該制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式でパケット信号をブロードキャスト送信する。その結果、路車間通信と車車間通信とが時分割多重される。なお、基地局装置からの制御情報を受信できない端末装置、つまり基地局装置によって形成されたエリアの外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式でパケット信号を送信する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム５００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム５００は、基地局装置２０、第１車両１００ａに搭載された端末装置１０ａ、第２車両１００ｂに搭載された端末装置１０ｂを含む。なお、第１車両１００ａおよび第２車両１００ｂは車両１００と総称し、端末装置１０ａおよび端末装置１０ｂは端末装置１０と総称する。エリア２０２は基地局装置２０の電波圏内を示し、エリア外２０４は基地局装置２０の電波圏外を示す。図面の上側が「北」に対応し、第１車両１００ａは「南」から「北」に進んでおり、第２車両１００ｂは「東」から「西」に進んでいる。基地局装置２０は外部ネットワーク２００を介して外部の装置と通信が可能である。
【００１４】
図２（ａ）−（ｄ）は、通信システム５００において規定されるスーパーフレームのフォーマットを示す。図２（ａ）は、スーパーフレームの構成を示す。スーパーフレームは、第１サブフレームから第Ｎサブフレームと示されるＮ個のサブフレームによって形成されている。例えば、スーパーフレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、Ｎが８である場合、１２．５ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。Ｎは、８以外であってもよい。
【００１５】
図２（ｂ）は、図示しない第１基地局装置２０ａによって生成されるスーパーフレームの構成を示す。第１基地局装置２０ａは、基地局装置２０のうちの任意のひとつに相当する。第１基地局装置２０ａは第１サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第１基地局装置２０ａは第１サブフレームにおいて、路車送信期間に続いて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、端末装置１０がパケット信号をブロードキャスト送信する期間である。つまり第１サブフレームの先頭期間である路車送信期間において、第１基地局装置２０ａは必ずこの期間にパケット信号をブロードキャスト送信する。逆に、第１基地局装置２０ａの電波到達距離内に配置される他の基地局装置２０、及びこの電波到達距離内に存在する端末装置１０は、この期間にパケット信号をブロードキャスト送信することはない。第１サブフレームの路車送信期間に後続する車車送信期間において、端末装置１０がパケット信号をブロードキャスト送信可能であるように規定される。さらに、第１基地局装置２０ａは第２サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間のみを設定する。
【００１６】
図２（ｃ）は、図示しない第２基地局装置２０ｂによって生成されるスーパーフレームの構成を示す。第２基地局装置２０ｂは、第１基地局装置２０ａとは異なった基地局装置２０に相当する。第２基地局装置２０ｂは、第２サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また第２基地局装置２０ｂは、第２サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。
【００１７】
図２（ｄ）は、図示しない第３基地局装置２０ｃによって生成されるスーパーフレームの構成を示す。第３基地局装置２０ｃは、第１基地局装置２０ａや第２基地局装置２０ｂとは異なった基地局装置２０に相当する。第３基地局装置２０ｃは、第３サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また第３基地局装置２０ｃは、第３サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。このように複数の基地局装置２０は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。このように基地局装置２０は、自身のパケット信号（情報）をブロードキャスト送信するために一つのサブフレームの路車送信期間を独占する。これにより基地局装置２０は、固有のブロードキャスト送信期間をスーパーフレーム内に確保している。
【００１８】
図３は、基地局装置２０の構成を示す。基地局装置２０はアンテナ２１、ＲＦ部２２、変復調部２３、フレーム処理部２４、セキュリティ処理部２５、アプリケーション処理部２６、ネットワーク通信部２７、制御部２８、設定部２９及びスイッチ２９ａを備える。セキュリティ処理部２５は暗号処理部２５１、秘密鍵・公開鍵証明書２５２及び共通鍵テーブル２５３を含む。
【００１９】
フレーム処理部２４、セキュリティ処理部２５、アプリケーション処理部２６、ネットワーク通信部２７、制御部２８及び設定部２９の構成は、ハードウエア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。以下、本実施例ではセキュリティ処理部２５が、耐タンパ性が確保されたハードウェアモジュールであるＳＡＭ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ）で構成される例を想定する。
【００２０】
ＲＦ部２２は受信処理として、端末装置１０および他の基地局装置２０からのパケット信号をアンテナ２１で受信する。ＲＦ部２２は、受信した無線周波数のパケット信号を周波数変換し、ベースバンドのパケット信号を生成する。ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２３に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は同相成分と直交成分によって形成されるため、２つの信号線が示されるべきであるが図を簡略化するため、図３ではひとつの信号線だけを示している。ＲＦ部２２は受信系の構成要素として、図示しないＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部などを含む。
【００２１】
ＲＦ部２２は送信処理として、生成したパケット信号を基地局装置２０から送信する。ＲＦ部２２は、変復調部２３から入力されるベースバンドのパケット信号を周波数変換し、無線周波数のパケット信号を生成する。ＲＦ部２２は路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ２１から送信する。ＲＦ部２２は送信系の構成要素として、図示しないＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部などを含む。
【００２２】
変復調部２３は受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号を復調する。変復調部２３は復調した結果から、ＭＡＣフレームをフレーム処理部２４に出力する。また変復調部２３は送信処理として、フレーム処理部２４からのＭＡＣフレームを変調する。変復調部２３は変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。
【００２３】
本実施例に係る通信システム５００では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を採用する。この場合、変復調部２３は受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行する。
【００２４】
フレーム処理部２４は、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムの標準規格及び拡張機能ガイドライン（本実施例ではＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０９、ＩＴＳ  ＦＯＲＵＭ  ＲＣ−０１０を想定）に規定されたプロトコルスタックに従いＭＡＣフレームを生成または解釈する。本実施例では拡張機能ガイドラインのＭＡＣ層から拡張層までの通信制御を実行する。この通信制御の詳細は後述する。
【００２５】
ネットワーク通信部２７は外部ネットワーク２００に接続される。外部ネットワーク２００には、運転支援システムサービス提供者の図示しない路側機管理装置などが接続されている。ネットワーク通信部２７は、外部ネットワーク２００から工事や渋滞などに関する道路情報を受信し、アプリケーション処理部２６に出力する。またネットワーク通信部２７は、アプリケーション処理部２６から出力された所定の情報を外部ネットワーク２００に送信する。
【００２６】
アプリケーション処理部２６は、図示しないセンサやカメラで検知した又は外部ネットワーク２００から取得した、交通状況や信号情報などのインフラ情報を含むアプリケーションデータを生成して、セキュリティ処理部２５またはフレーム処理部２４に出力する。またアプリケーション処理部２６は、セキュリティ処理部２５またはフレーム処理部２４から出力されたアプリケーションデータを解釈して、所定の処理を実行する。
【００２７】
セキュリティ処理部２５は所定のセキュリティ処理を実行して、セキュリティフレームを生成または解釈する。本通信システム５００では路車間通信に公開鍵暗号方式を使用し、車車間通信に共通鍵暗号方式を使用する。本実施例では路車間通信に、ＩＥＥＥ１６０９．０２で定義されている公開鍵アルゴリズムによる電子署名方式を使用する。また車車間通信に、共通鍵アルゴリズムによるメッセージ認証コード（ＭＡＣ）方式を使用する。
【００２８】
セキュリティ処理部２５は秘密鍵・公開鍵証明書２５２を保持する。秘密鍵・公開鍵証明書２５２は、公開鍵アルゴリズムによる電子署名に必要なセキュリティ情報である。なお図示しないが当該セキュリティ情報として、セキュリティ処理部２５は認証局（Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ：ＣＡ）の証明書も保持する。
【００２９】
公開鍵アルゴリズムによる電子署名方式では、送信側と受信側で異なる鍵を使用する。送信側で秘密鍵を使用して暗号化し、受信側で当該秘密鍵と対をなす公開鍵を使用して復号する。秘密鍵は各装置に固有の鍵である。公開鍵証明書は、当該秘密鍵と対をなす公開鍵と、認証局の署名を含む。この認証局の署名により当該公開鍵の所有者が証明される。
【００３０】
まず基地局装置２０が路車間通信における送信側になる場合を説明する。暗号処理部２５１は、アプリケーション処理部２６により生成されたアプリケーションデータを含む署名対象に、自己の秘密鍵を用いた所定のアルゴリズムを適用して署名を生成する。当該アルゴリズムとして例えば、ＥＣＤＳＡ（Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ−ＤＳＡ）を使用できる。前述の署名対象には、アプリケーションデータの他にアプリケーションデータのデータ長などを含めることができる。
【００３１】
セキュリティ処理部２５は、ヘッダに公開鍵証明書を少なくとも含み、ペイロードにアプリケーションデータを少なくとも含み、フッタに署名を少なくとも含むセキュリティフレームを生成する。セキュリティ処理部２５は、セキュリティフレームをフレーム処理部２４に出力する。フレーム処理部２４は、当該セキュリティフレームに対して拡張層からＭＡＣ層までの通信制御を実行する。アンテナ２１、ＲＦ部２２及び変復調部２３で構成される送信部は、前述のようにセキュリティ処理が施されたメッセージを含むパケット信号をブロードキャスト送信する。当該ブロードキャスト送信されたパケット信号は、本通信システム５００内の他の基地局装置２０及び端末装置１０により受信される。
【００３２】
次に基地局装置２０が他の基地局装置２０からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する場合を説明する。アンテナ２１、ＲＦ部２２及び変復調部２３で構成される受信部は、他の基地局装置２０からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する。フレーム処理部２４は、当該パケット信号に対してＭＡＣ層から拡張層までの通信制御を実行してセキュリティフレームを取り出す。取り出したセキュリティフレームをセキュリティ処理部２５に出力する。
【００３３】
暗号処理部２５１は、セキュリティフレーム内の公開鍵証明書に含まれる認証局の署名を、保持する認証局の証明書内の認証局公開鍵を用いて検証する。この検証が成功した場合、送信元が正当な公開鍵証明書を保持していることを確認できる。公開鍵証明書の検証が成功すると、暗号処理部２５１は、セキュリティフレームのフッタに含まれる署名を、公開鍵証明書に含まれる公開鍵を用いて検証する。この検証が成功した場合、アプリケーションデータが改ざんされていないこと、及びそのアプリケーションデータの送信元が公開鍵証明書の保有者であることを確認できる。これらの署名検証が成功すると、セキュリティ処理部２５はアプリケーションデータをアプリケーション処理部２６に出力する。
【００３４】
セキュリティ処理部２５は共通鍵テーブル２５３を保持する。共通鍵テーブル２５３は複数の通信鍵を含む。各通信鍵には固有の鍵ＩＤが付加される。前述のように本通信システム５００では車車間通信に、共通鍵アルゴリズムによるＭＡＣ方式が使用される。共通鍵アルゴリズムは、送信側と受信側で同じ鍵を使用する必要がある。通信システム５００で一つの通信鍵を使用すると、その鍵が漏洩した場合のリスクが大きくなる。そこで通信システム５００内の各装置で複数の通信鍵を共有して、ランダムに通信鍵を選択して使用する。
【００３５】
共通鍵アルゴリズムによるＭＡＣ方式は車車間通信で使用されるが、端末装置１０からブロードキャスト送信されたパケット信号は、他の端末装置１０だけでなく基地局装置２０でも受信される。端末装置１０からブロードキャスト送信されたパケット信号の基地局装置２０による受信処理は、端末装置１０による受信処理と同様である。この端末装置１０による受信処理の詳細は後述する。
【００３６】
制御部２８は基地局装置２０全体の処理を制御する。設定部２９及びスイッチ２９ａは、端末装置１０の設定部及びスイッチと同様の機能を有し、その詳細な機能は後述する。
【００３７】
図４は、車両１００に搭載された端末装置１０の構成を示す。端末装置１０はアンテナ１１、ＲＦ部１２、変復調部１３、フレーム処理部１４、セキュリティ処理部１５、アプリケーション処理部１６、ユーザインタフェース１７、制御部１８、設定部１９及びスイッチ１９ａを備える。セキュリティ処理部１５は暗号処理部１５１、共通鍵テーブル１５３を含む。
【００３８】
フレーム処理部１４、セキュリティ処理部１５、アプリケーション処理部１６、制御部１８及び設定部１９の構成は、ハードウエア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。以下、本実施例ではセキュリティ処理部１５が、耐タンパ性が確保されたハードウェアモジュールであるＳＡＭで構成される例を想定する。
【００３９】
アンテナ１１、ＲＦ部１２、変復調部１３及びフレーム処理部１４の構成および動作は、図３の基地局装置２０のアンテナ２１、ＲＦ部２２、変復調部２３及びフレーム処理部２４の構成および動作と共通する。
【００４０】
アプリケーション処理部１６は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサなどから供給される情報にもとづき、端末装置１０が搭載された車両１００の現在位置、進行方向、移動速度などを特定する。なお現在位置は緯度・経度によって示される。これらの情報の特定方法は一般的な公知の技術により実現可能であるため、ここでは説明を省略する。アプリケーション処理部１６は、特定した情報をもとにアプリケーションデータを生成して、セキュリティ処理部１５またはフレーム処理部１４に出力する。
【００４１】
またアプリケーション処理部１６は、セキュリティ処理部１５またはフレーム処理部１４から出力されたアプリケーションデータ及び／又は自車の車両情報にもとづき、衝突の危険性、救急車や消防車といった緊急車両の接近、進行方向の道路および交差点の混雑状況などを推定する。また、データが画像情報であればユーザインタフェース１７に表示させる。
【００４２】
ユーザインタフェース１７は、図示しないモニタ、ランプ、スピーカなどのユーザへの通知手段を含む。アプリケーション処理部１６からの指示にしたがって、図示しない他の車両の接近などを運転者に通知する。また渋滞情報、交差点などの画像情報などをモニタに表示する。
【００４３】
セキュリティ処理部１５は所定のセキュリティ処理を実行して、セキュリティフレームを生成または解釈する。まず端末装置１０が車車間通信における送信側になる場合を説明する。セキュリティ処理部１５は共通鍵テーブル１５３から、送信に使用する通信鍵を選択する。暗号処理部１５１は、アプリケーション処理部１６により生成されたアプリケーションデータを含むＭＡＣ対象に対して、選択された通信鍵を用いた所定のアルゴリズムを適用してＭＡＣを生成する。当該アルゴリズムとして例えば、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）を使用できる。前述のＭＡＣ対象には、アプリケーションデータの他に、アプリケーションデータのデータ長、ＮＯＮＣＥなどを含めることができる。
【００４４】
セキュリティ処理部１５は、ヘッダに鍵ＩＤを少なくとも含み、ペイロードにアプリケーションデータを少なくとも含み、フッタにＭＡＣを少なくとも含むセキュリティフレームを生成する。暗号処理部１５１は、当該セキュリティフレームのペイロードとフッタを含む暗号化対象を、選択された通信鍵を用いて暗号化する。この暗号化のアルゴリズムとして例えば、ＡＥＳ＿ＣＴＲ（ＣｏｕｎＴｅＲ）を使用できる。セキュリティ処理部１５は、暗号化されたセキュリティフレームをフレーム処理部１４に出力する。
【００４５】
ＭＡＣ生成および暗号化はいずれか一方だけを実行してもよい。即ちセキュリティ処理部１５は、ＭＡＣが付加され暗号化もされたメッセージ（認証付き暗号化メッセージ）、ＭＡＣが付加され暗号化されていないメッセージ（認証付きメッセージ）、ＭＡＣが付加されず暗号化されているメッセージ（暗号化メッセージ）のいずれのメッセージも生成できる。なおセキュリティ処理部１５は、ＭＡＣが付加されず暗号化もされていないメッセージ（平文メッセージ）も生成できる。
【００４６】
図５は、車車間通信において生成されるパケット信号に含まれるセキュリティフレームのデータ構造の一例を示す。当該セキュリティフレームのデータ構造では、セキュリティヘッダとして「バージョン（ＶＥＲ）」、「メッセージタイプ（ＭＴ）」、「鍵ＩＤ」、「ＮＯＮＣＥ」及び「データ長」が配置され、その後にペイロードとして「サービスアプリ（アプリケーションデータ）」が配置され、最後にセキュリティフッタとして「ＭＡＣ」が配置される。この例では「ＮＯＮＣＥ」、「データ長」及び「サービスアプリ」がＭＡＣ対象である。「鍵ＩＤ」により特定される共通鍵テーブル１５３内の通信鍵により「ＭＡＣ」が生成され、当該通信鍵により「サービスアプリ」及び「ＭＡＣ」が暗号化されて秘匿される。この例では鍵共有形式として鍵テーブル方式を採用し、データ認証形式としてＭＡＣ方式を採用しているため、セキュリティヘッダには「通信鍵」が配置されず、セキュリティフッタに「ＭＡＣ」が配置される。
【００４７】
「バージョン（ＶＥＲ）」にはプロトコルバージョンが規定される。「メッセージタイプ（ＭＴ）」には平文メッセージ、認証付きメッセージ、暗号化メッセージ、認証付き暗号化メッセージのいずれかが指定される。「ＮＯＮＣＥ」は送信毎にユニークな値を持つ。例えば、機器ＩＤ及び乱数を含んで構成される。「ＮＯＮＣＥ」を使用することにより、ペイロードに同じアプリケーションデータがセットされたときでもＭＡＣや暗号化データを、送信毎に異なった値にできる。
【００４８】
図４に戻る。フレーム処理部１４は、当該セキュリティフレームに拡張層からＭＡＣ層までの通信制御を実行する。アンテナ１１、ＲＦ部１２及び変復調部１３で構成される送信部は、前述のようにセキュリティ処理が施されたメッセージを含むパケット信号をブロードキャスト送信する。当該ブロードキャスト送信されたパケット信号は、本通信システム５００内の他の端末装置１０及び基地局装置２０により受信される。
【００４９】
次に端末装置１０が車車間通信における受信側になる場合を説明する。アンテナ１１、ＲＦ部１２及び変復調部１３で構成される受信部は、他の端末装置１０からブロードキャスト送信されたパケット信号を受信する。フレーム処理部１４は、当該パケット信号に対してＭＡＣ層から拡張層までの通信制御を実行してセキュリティフレームを取り出し、セキュリティ処理部１５に出力する。
【００５０】
暗号処理部１５１は、セキュリティフレーム内の鍵ＩＤを取得して、共通鍵テーブル１５３内から当該鍵ＩＤに対応する通信鍵を取得する。暗号処理部１５１は当該通信鍵を用いて暗号化メッセージを復号する。暗号処理部１５１は、復号されたメッセージに含まれるＭＡＣを検証する。具体的には暗号処理部１５１は、復号されたアプリケーションデータを含むＭＡＣ対象に対して、取得した通信鍵を用いた所定のアルゴリズムを適用してＭＡＣを生成する。暗号処理部１５１は生成したＭＡＣと、復号されたメッセージに含まれるＭＡＣとを比較し、一致したとき検証成功と判定する。この検証が成功した場合、受信したアプリケーションデータの送信元が正当な通信鍵を保持すること、及びアプリケーションデータが改ざんされていないことを確認できる。復号およびＭＡＣ検証が成功すると、セキュリティ処理部１５はアプリケーションデータをアプリケーション処理部１６に出力する。
【００５１】
端末装置１０が路車間通信における受信側になる場合の処理は、前述の基地局装置２０が他の基地局装置２０からパケット信号を受信する場合の処理と同様である。
【００５２】
制御部１８は端末装置１０全体の処理を制御する。設定部１９は、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かをフレーム処理部１４に設定する。フレーム処理部１４は、設定部１９により設定された設定情報に応じて、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否か決定する。
【００５３】
スイッチ１９ａは、ユーザにより切り替え操作が可能な物理的なスイッチである。設定部１９は、当該スイッチの状態に応じて、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かをフレーム処理部１４に設定する。例えばスイッチオンの状態で、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するに設定し、スイッチオフの状態で、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄しないに設定する。
【００５４】
なおスイッチ１９ａの代わりに、ＵＳＢ端子などの外部端子が設けられてもよい。当該外部端子にＰＣ、タブレット等のコンピュータを接続して、当該コンピュータからコマンドを入力して、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するか否かをフレーム処理部１４に設定してもよい。
【００５５】
設定部１９はユーザ操作に従い、端末装置１０が出荷前の状態で、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄しないに設定し、端末装置１０が出荷後の状態で、セキュリティ処理が施されていないメッセージを破棄するに設定してもよい。
【００５６】
前述の７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムでは、７６５ＭＨzを中心周波数とした１０ＭＨｚの１チャンネルの中で車車間通信と路車間通信を時分割処理で対応している。１台の端末装置１０（以下、車載器と表記する）の送信時間は、隣接周波数への干渉を回避するため１台あたり３００μｓｅｃ程度しか許容されていない。３００μｓｅｃの送信時間をデータ量に換算すると、変調方式など信号処理に依存するが１００バイト程度となる。即ち車載器から送信されるパケット信号は、データ長による大きな制限を受ける。車車間通信では、車載器は１００ｍｓｅｃに１回、自己の位置や速度などの車両情報を含むパケット信号をブロードキャスト送信する。
【００５７】
正規の車載器以外の無線機による「なりすまし」などを防ぐためにセキュリティ対策が必要である。国際規格であるＩＥＥＥ１６０９．２では各車載器は公開鍵証明書を保持し、その公開鍵証明書を含むパケット信号を送信する。そのパケット信号を受信した車載器は、その公開鍵証明書が正当なものであるか否か認証処理する。これにより正当な車載器から送信されたパケット信号であることを確認できる。
【００５８】
しかしながら、この公開鍵証明書のデータ長を１００バイト以下に抑えることは難しく１５０バイト程度のデータ量が必要になる。従って７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムにおいて車載器が送信するパケット信号に、公開鍵証明書が必要なセキュリティ対策を使用することは難しい。
【００５９】
次に考えられるセキュリティ対策として、通信鍵を車載器間で共有する方法がある。この方法では、送信元の特定はできないが正当な送信元であることは認識できる。前述のようにメッセージにＭＡＣを付加することで、データが改ざんされていないことを確認できる。またデータを暗号化することで秘匿性も確保できる。従って７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムのようなパケットのデータ長が短いシステムでは、このような通信鍵を共有してＭＡＣ生成および／または暗号化するセキュリティ対策が有効である。通信鍵の共有による正当性の保証は、鍵を使用する処理を実行することが前提である。
【００６０】
７００ＭＨz帯高度道路交通システムにおいては、セキュリティ対策されているサービスも、セキュリティ対策されていないサービスも許容している。従ってセキュリティ処理が施されていないパケット信号を受理してしまうリスクを伴う。
【００６１】
また相互接続性の確認という観点からは、セキュリティ対策が必須のサービスにおいても、接続テストの段階では、セキュリティ対策なしでの接続性を先に確認し、後にセキュリティ対策ありでの接続性を確認する。従って車載器としては、セキュリティ対策ありとなしの両方をサポートすることが望ましい。セキュリティ対策なしの状態は、セキュリティモジュール（図４のセキュリティ処理部１５）を経由しない場合と、セキュリティモジュールは経由するが平文の状態であると認識される場合の２通りがある。両者に共通していえるのは受信処理の中で、車載器間で共有された通信鍵を使用しないことである。
【００６２】
７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムの標準規格（ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０９）のプロトコルスタックでは、レイヤ１（物理層：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ）、レイヤ２（データリンク層：Ｄａｔａ  Ｌｉｎｋ  Ｌａｙｅｒ）、車車間・路車間共用通信制御情報層（ＩＶＣ−ＲＶＣ層：Ｉｎｔｅｒ−Ｖｅｈｃｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−Ｒｏａｄ  ｔｏ  Ｖｅｈｃｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、レイヤ７（アプリケーション層：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）の４層構造を規定している。
【００６３】
レイヤ１（物理層）は、物理媒体依存副層と物理層コンバージェンス手順副層を備える。物理媒体依存副層は、ＯＦＤＭシステムを用いる端末の間でデータの送受信を行う特性と方法を規定する。物理層コンバージェンス手順副層は、物理媒体依存副層の機能を物理層サービスに適合させる機能を規定する。レイヤ２（データリンク層）は、ＭＡＣ副層とＬＬＣ副層を備える。ＭＡＣ副層方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ方式を適用する。ＬＬＣ副層は、上位層のエンティティ間でパケット伝送を行うために、確認なしコネクションレス型サービスを提供するための方法を規定する。
【００６４】
車車間・路車間共用通信制御情報層（ＩＶＣ−ＲＶＣ）層は、車車間・路車間共用通信制御に必要な情報の生成・管理を行い、送信制御に必要なパラメータをＭＡＣ副層に受け渡す方法を規定する。レイヤ７（アプリケーション層）は、アプリケーションに対して通信制御手段及びサービスを提供するとともに、ＩＶＣ−ＲＶＣ層を介してデータの送受信を行う方法を規定する。
【００６５】
７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムの拡張機能ガイドライン（ＩＴＳ  ＦＯＲＵＭ  ＲＣ−０１０）では、標準規格の４層とアプリケーションの間に拡張プロトコルとして拡張層（ＥＬ層：Ｅｘｔｅｎｅｄ  Ｌａｙｅｒ）を規定している。拡張層（ＥＬ層）は、アプリケーションデータの分割・統合、セキュリティモジュールへのアクセスを規定している。
【００６６】
図６は、セキュリティモジュール１５ａを通る場合の送信車載器１０ｓと受信車載器１０ｒのデータの流れを示す図である。物理層１３ａに規定されるプロトコルは、図４のアンテナ１１、ＲＦ部１２及び変復調部１３で実現される。データリンク層１４ａ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、アプリケーション層１４ｃ及びＥＬ層１４ｄに規定されるプロトコルは、図４のフレーム処理部１４で実現される。セキュリティモジュール１５ａは図４のセキュリティ処理部１５に相当する。アプリケーション１６ａは、図４のアプリケーション処理部１６に相当する。
【００６７】
送信車載器１０ｓでは、アプリケーション１６ａ、ＥＬ層１４ｄ、セキュリティモジュール１５ａ、ＥＬ層１４ｄ、アプリケーション層１４ｃ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、データリンク層１４ａ、物理層１３ａの順にデータが流れる（Ｒ１〜Ｒ７）。送信車載器１０ｓから受信車載器１０ｒにデータが送信される（Ｒ８）。受信車載器１０ｒでは送信車載器１０ｓと逆に、物理層１３ａ、データリンク層１４ａ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、アプリケーション層１４ｃ、ＥＬ層１４ｄ、セキュリティモジュール１５ａ、ＥＬ層１４ｄ、アプリケーション１６ａの順にデータが流れる（Ｒ９〜Ｒ１６）。
【００６８】
図７は、セキュリティモジュール１５ｂを通らない場合の送信車載器１０ｓと受信車載器１０ｒのデータの流れを示す図である。送信車載器１０ｓでは、アプリケーション１６ａ、ＥＬ層１４ｄ、アプリケーション層１４ｃ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、データリンク層１４ａ、物理層１３ａの順にデータが流れる（Ｒ２１〜Ｒ２５）。送信車載器１０ｓから受信車載器１０ｒにデータが送信される（Ｒ２６）。受信車載器１０ｒでは送信車載器１０ｓと逆に、物理層１３ａ、データリンク層１４ａ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、アプリケーション層１４ｃ、ＥＬ層１４ｄ、アプリケーション１６ａの順にデータが流れる（Ｒ２７〜Ｒ３１）。
【００６９】
図８（ａ）−（ｃ）は、各種ヘッダのフィールド構成の一例を示す図である。図８（ａ）は、アプリケーションデータのヘッダ部の中の、サービスＩＤ（以下、ＳＩＤという）のフィールド構成の一例を示す図である。「ｂ０００」がサービスＡ、「ｂ００１」がサービスＢ、「ｂ０１０」がサービスＣをそれぞれ示し、「ｂ０１１」−「ｂ１１１」はリザーブである。ＩＤの最初の「ｂ」は、後の続きの数字が２進数の０又は１であることを示している。図８（ａ）ではＳＩＤが３ビット構成の例を示しているが、ビット数は許容するサービス数に依存しており３ビット構成に限るものではない。７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムでは、将来的にいくつかのサービスが行われることが想定されている。以下の説明では、車車間通信の安全安心サービスをサービスＡとする。
【００７０】
図８（ｂ）は、ＥＬヘッダ内のセキュリティ種別情報（以下、ＳＣという） のフィールド構成の一例を示す図である。「ｂ００」がセキュリティモジュールのアクセスを行わない、「ｂ０１」がセキュリティモジュールのアクセスをレイヤ７で行う、「ｂ１０」がセキュリティモジュールのアクセスをＥＬ層で行う、をそれぞれ示し、「ｂ１１」はリザーブである。ＩＤの最初の「ｂ」は、後の続きの数字が２進数の０又は１であることを示している。図８（ｂ）では２ビットで、セキュリティモジュールのアクセスに関する情報を指定する例を示している。なお、「ｂ１０」のセキュリティモジュールのアクセスをレイヤ７で行うは、本実施例では使用しない。
【００７１】
図８（ｃ）は、セキュリティヘッダ内のセキュリティ情報（以下、ＳＩという） のフィールド構成の一例を示す図である。「ｂ００」が平文、「ｂ０１」が非暗号・ＭＡＣ付き、「ｂ１０」が暗号化、「ｂ１１」が暗号化・ＭＡＣ付きをそれぞれ示している。ＩＤの最初の「ｂ」は、後の続きの数字が２進数の０又は１であることを示している。ＳＩは、上記図５の「メッセージタイプ（ＭＴ）」に対応する。
【００７２】
図９は、図６に示したセキュリティモジュール１５ａを通る場合のデータ構造の一例を示す図である。図１０は、図７に示したセキュリティモジュール１５ａを通らない場合のデータ構造の一例を示す図である。図９、１０のアプリケーションデータは、ＳＩＤ＝「ｂ０００」のサービスＡのアプリケーションデータである。なお図９の符号Ｒ１〜Ｒ１６は図６の符号Ｒ１〜Ｒ１６に対応しており、図１０の符号Ｒ２１〜Ｒ３１は図７の符号Ｒ２１〜Ｒ３１に対応している。
【００７３】
まず図１０のセキュリティモジュール１５ａを通らない場合のデータ構造を先に説明する。送信車載器１０ｓのアプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａの処理として、アプリケーションデータを生成する際にＳＩＤを「ｂ０００」に設定し、当該ＳＩＤを含むアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ２１）。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、アプリケーション処理部１６から渡されたアプリケーションデータに、ＳＣを「ｂ００」に設定したＥＬヘッダを付加する。なお、送信車載器１０ｓのアプリケーション層１４ｃから物理層１３ｃまでの処理、及び受信車載器１０ｒの物理層１３ｃからアプリケーション層１４ｃまでの処理の説明は省略する（Ｒ２２〜Ｒ３０）。
【００７４】
受信車載器１０ｒのフレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄにおいて、ＳＣが「ｂ００」であるため、セキュリティモジュール１５ａのアクセスを行わないと判断する。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、ＥＬヘッダを除去したアプリケーションデータをアプリケーション処理部１６に渡す（Ｒ３１）。アプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａにおいて、ＳＩＤが「ｂ０００」であることを確認し、サービスＡのアプリケーションデータであることを認識する。
【００７５】
次に図９のセキュリティモジュール１５ａを通る場合のデータ構造を説明する。送信車載器１０ｓのアプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａの処理として、アプリケーションデータを生成する際にＳＩＤを「ｂ０００」に設定し、当該ＳＩＤを含むアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ１）。フレーム処理部１４は、アプリケーション処理部１６から渡されたアプリケーションデータをセキュリティモジュール１５ａに渡す（Ｒ２）。セキュリティモジュール１５ａは、アプリケーションデータの前後にセキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを付加する。セキュリティモジュール１５ａは、それらが付加されたアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ３）。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、セキュリティモジュール１５ａから渡されたセキュリティ付きアプリケーションデータに、ＳＣを「ｂ１０」に設定したＥＬヘッダを付加する。送信車載器１０ｓのアプリケーション層１４ｃから物理層１３ｃまでの処理、及び受信車載器１０ｒの物理層１３ｃからアプリケーション層１４ｃまでの処理の説明は省略する（Ｒ４〜Ｒ１３）。
【００７６】
受信車載器１０ｒのフレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄにおいて、ＳＣが「ｂ１０」であるため、セキュリティモジュール１５ａのアクセスを行うと判断する。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、ＥＬヘッダを除去したセキュリティ付きアプリケーションデータをセキュリティモジュール１５ａに渡す（Ｒ１４）。セキュリティモジュール１５ａは、フレーム処理部１４から渡されたセキュリティ付きアプリケーションデータにセキュリティ処理を施し、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを除去する。セキュリティモジュール１５ａは、それらが除去されたアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ１５）。フレーム処理部１４は、セキュリティモジュール１５ａから渡されたアプリケーションデータをアプリケーション処理部１６に渡す（Ｒ１６）。アプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａにおいて、ＳＩＤが「ｂ０００」であることを確認し、サービスＡのアプリケーションデータであることを認識する。
【００７７】
図１１は、図６に示したセキュリティモジュール１５ａを通る場合のデータ構造が平文の場合の例を示す図である。図８（ｃ）に示したようにセキュリティタイプには平文（平文メッセージ）、ＭＡＣによる署名（認証付きメッセージ）、データ暗号化（暗号化メッセージ）、データ暗号化とＭＡＣによる署名の両方（認証付き暗号化メッセージ）の、４種類が規定されている。平文の場合、アプリケーションデータ自体にセキュリティ処理が施されないが、セキュリティモジュール１５ａを経由するため、アプリケーションデータにセキュリティヘッダ及びセキュリティフッタが付加される。
【００７８】
送信車載器１０ｓのアプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａの処理として、アプリケーションデータを生成する際にＳＩＤを「ｂ０００」に設定し、当該ＳＩＤを含むアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ１）。フレーム処理部１４は、アプリケーション処理部１６から渡されたアプリケーションデータをセキュリティモジュール１５ａに渡す（Ｒ２）。セキュリティモジュール１５ａは、アプリケーションデータの前後にセキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを付加する。この例では平文処理のため、セキュリティヘッダ内のＳＩを「ｂ００」に設定する。セキュリティモジュール１５ａは、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタが付加されたアプリケーションデータをフレーム処理部１４に渡す（Ｒ３）。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、セキュリティモジュール１５ａから渡されたデータに、ＳＣを「ｂ１０」に設定したＥＬヘッダを付加する。送信車載器１０ｓのアプリケーション層１４ｃから物理層１３ｃまでの処理、及び受信車載器１０ｒの物理層１３ｃからアプリケーション層１４ｃまでの処理の説明は省略する（Ｒ４〜Ｒ１３）。
【００７９】
受信車載器１０ｒのフレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄにおいて、ＳＣが「ｂ１０」であるため、セキュリティモジュール１５ａのアクセスを行うと判断する。フレーム処理部１４は、ＥＬ層１４ｄの処理として、ＥＬヘッダを除去したデータをセキュリティモジュール１５ａに渡す（Ｒ１４）。セキュリティモジュール１５ａは、フレーム処理部１４から渡されたデータのセキュリティヘッダ内のＳＩが「ｂ００」であることを確認し、平文と認識する。セキュリティモジュール１５ａは、フレーム処理部１４から渡されたデータからセキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを除去して、フレーム処理部１４に渡す（Ｒ１５）。フレーム処理部１４は、セキュリティモジュール１５ａから渡されたアプリケーションデータをアプリケーション処理部１６に渡す（Ｒ１６）。アプリケーション処理部１６は、アプリケーション１６ａにおいて、ＳＩＤが「ｂ０００」であることを確認し、サービスＡのアプリケーションデータであることを認識する。
【００８０】
以下、図４のフレーム処理部１４の機能および設定部１９の機能を、より詳細に説明する。フレーム処理部１４は、受信データセキュリティ情報識別機能および受信データ判定機能を有する。設定部１９はデータ選別条件通知機能を有する。データ選別条件通知機能は、セキュリティモジュール１５ａでセキュリティ処理が施されない平文のデータ、及びセキュリティモジュール１５ａを経由しないデータを受理対象とするか否かを示す選別条件を受信データ判定機能に通知する。この選別条件は例えば、物理的なスイッチやソフトウエアのコマンドなどで指定される。
【００８１】
受信データセキュリティ情報識別機能は、ＥＬヘッダ、セキュリティヘッダを確認し、受信データのセキュリティ処理の内容を識別する。受信データ判定機能は、アプリケーションのサービス種別、及び選別条件にもとづき、受信データを破棄するか受理するかを判定する。
【００８２】
図１２は、受信車載器１０ｒの受理処理を示すフローチャートである。アンテナ１１でパケット信号を受信し（Ｓ１０）、ＲＦ部１２及び変復調部１３は、受信されたパケット信号に含まれるデータに復調処理などを施し、フレーム処理部１４に渡す。フレーム処理部１４は、変復調部１３から渡されたデータに対して、データリンク層１４ａ、ＩＶＣ−ＲＶＣ層１４ｂ、アプリケーション層１４ｃ、ＥＬ層１４ｄに規定された処理を順番に実行する。
【００８３】
フレーム処理部１４は、ＥＬヘッダに含まれるＳＣを確認する（Ｓ１１）。ＳＣが「ｂ００」でなく（Ｓ１１のＮ）、「ｂ１０」である場合（Ｓ１２のＹ）、フレーム処理部１４は、データをセキュリティモジュール１５ａに渡す。セキュリティモジュール１５ａは、セキュリティヘッダに含まれるＳＩを確認する（Ｓ１３）。ＳＩが「ｂ００」でない場合（Ｓ１３のＮ）、セキュリティモジュール１５ａは、送信車載器１０ｓと共有されている通信鍵を使用して復号および／またはＭＡＣ検証を実行する（Ｓ１４）。復号および／またはＭＡＣ検証が成功した場合（Ｓ１４のＹ）、セキュリティモジュール１５ａは、アプリケーションデータをフレーム処理部１４に返し、フレーム処理部１４は、返されたアプリケーションデータをアプリケーション処理部１６に渡す。アプリケーション処理部１６は、アプリケーションデータのヘッダに含まれるＳＩＤを確認する（Ｓ１５）。ＳＩＤが「ｂ０００」である場合（Ｓ１５のＹ）、アプリケーションデータを正式に受理する（Ｓ１６）。
【００８４】
ＥＬヘッダに含まれるＳＣが「ｂ００」でなく（Ｓ１１のＮ）、「ｂ１０」でもない場合（Ｓ１２のＮ）、フレーム処理部１４は受信されたデータを破棄する（Ｓ１８）。ＥＬヘッダに含まれるＳＣが「ｂ００」であり（Ｓ１１のＹ）、データ選別スイッチがオンの場合（Ｓ１７のＹ）、フレーム処理部１４は受信されたデータを破棄する（Ｓ１８）。ＥＬヘッダに含まれるＳＣが「ｂ００」であり（Ｓ１１のＹ）、データ選別スイッチがオフの場合（Ｓ１７のＮ）、ステップＳ１５に移行する。
【００８５】
ＥＬヘッダに含まれるＳＣが「ｂ１０」であり（Ｓ１１のＮ、Ｓ１２のＹ）、セキュリティヘッダに含まれるＳＩが「ｂ００」であり（Ｓ１３のＹ）、データ選別スイッチがオンの場合（Ｓ１７のＹ）、フレーム処理部１４は受信されたデータを破棄する（Ｓ１８）。ＥＬヘッダに含まれるＳＣが「ｂ１０」であり（Ｓ１１のＮ、Ｓ１２のＹ）、セキュリティヘッダに含まれるＳＩが「ｂ００」であり（Ｓ１３のＹ）、データ選別スイッチがオフの場合（Ｓ１７のＮ）、ステップＳ１５に移行する。
【００８６】
ステップＳ１４にて、通信鍵を使用した復号および／またはＭＡＣ検証が失敗した場合（Ｓ１４のＮ）、セキュリティモジュール１５ａは受信されたデータを破棄する（Ｓ１８）。ステップＳ１５にて、ＳＩＤが「ｂ０００」でない場合（Ｓ１５のＮ）、アプリケーション処理部１６は、受信されたデータを破棄する（Ｓ１８）。
【００８７】
以上説明したように本実施例によれば、通信鍵を共有しない無線機からの、平文メッセージを含む平文パケットを受理しない機能を搭載することにより、第三者によるなりすましの脅威を低減できる。即ち、通信鍵を共有する通信システム内の無線機で生成されるパケットと同じデータ構造を持つ平文パケットを、当該通信システム外の無線機が送信した場合、その平文パケットを当該通信システム内の無線機が受理してしまうことを防止して、安全性を向上させることができる。
【００８８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８９】
本発明は、共通鍵暗号方式を採用したブロードキャスト通信全般に適用可能であり、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システムに限定されない。また本発明は、共通鍵暗号方式を採用したブロードキャスト通信システムにおいて、共有された通信鍵を用いたセキュリティ処理が施されていないメッセージを常に破棄する端末装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  端末装置、  １１  アンテナ、  １２  ＲＦ部、  １３  変復調部、  １３ａ  物理層、  １４  フレーム処理部、  １４ａ  データリンク層、  １４ｂ  ＩＶＣ−ＲＶＣ層、  １４ｃ  アプリケーション層、  １４ｄ  ＥＬ層、  １５  セキュリティ処理部、  １５ａ  セキュリティモジュール、  １５１  暗号処理部、  １５３  共通鍵テーブル、  １６  アプリケーション処理部、  １７  ユーザインタフェース、  １８  制御部、  １９  設定部、  １９ａ  スイッチ、  ２０  基地局装置、  ２１  アンテナ、  ２２  ＲＦ部、  ２３  変復調部、  ２４  フレーム処理部、  ２５  セキュリティ処理部、  ２５１  暗号処理部、  ２５２  秘密鍵・公開鍵証明書、  ２５３  共通鍵テーブル、  ２６  アプリケーション処理部、  ２７  ネットワーク通信部、  ２８  制御部、  ２９  設定部、  ２９ａ  スイッチ、  ２００  外部ネットワーク、  ２０２  エリア、  ２０４  エリア外、  ５００  通信システム。
【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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