(57)【要約】【課題】通信制御部と暗号化部とが配線によって接続される構成を採用した場合に、万一、その配線に不正回路が挿入されても、その不正回路を確実に検知することが可能な通信装置を提供すること。【解決手段】ＣＰＵ１３０は、メモリ１３２に記憶された規定メッセージを暗号復号回路１３４に送信する。暗号復号回路１３４は、規定メッセージを受領すると、暗号化した後、ＣＰＵ１３０へ返送する。ＣＰＵ１３０は、規定メッセージの送信から返送までの経過時間を計測する。メモリ１３２には、規定メッセージの暗号復号回路１３４への送信から返送までに要する目標時間も記憶されている。実際に計測された経過時間と目標時間とが比較され、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間での通信が目標時間よりも時間を要した場合に、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間に不正回路が挿入されたことを検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部へ送信するための通信信号を生成するとともに、通信信号の送信を行う通信制御部（１３０）と、
前記通信制御部と配線を介して接続され、前記通信制御部より通信信号を受領し、受領した通信信号を暗号化した後、前記通信制御部へ返送する暗号化部（１３４）と、を備え、
前記通信制御部は、前記暗号化部によって暗号化された通信信号を、外部へ送信する通信信号として用いる通信装置であって、
前記通信制御部は、
所定のメッセージを示す通信信号、及びその所定のメッセージを示す通信信号の前記暗号化部への送信から返送までに要する目標時間を記憶した記憶部（１３２）と、
前記所定のメッセージを示す通信信号が前記暗号化部に送信されてから、前記暗号化部により暗号化されて返送されるまでに要した実際の時間を計測する計測部（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）と、を有し、
前記計測部によって計測された実際の時間が、前記目標時間よりも長い場合に、前記配線に、前記通信信号に対して不正を働くための不正回路が挿入されたとみなすことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記通信制御部は、電源が投入された時に、前記所定のメッセージを示す通信信号を送信するとともに、前記計測部を用いて、前記暗号化部によって暗号化されて返送されるまでの時間を計測することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信制御部は、通信信号を外部へ送信する必要が生じたとき、その通信信号の前記暗号化部への送出に先立って、前記所定のメッセージを示す通信信号を送信するとともに、前記計測部を用いて、前記暗号化部によって暗号化されて返送されるまでの時間を計測することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信制御部は、前記配線に前記不正回路が挿入されたとみなしたとき、前記暗号化部への通信信号の送出を中止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信制御部が前記配線に前記不正回路が挿入されたとみなしたとき、ユーザに報知する報知部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信制御部に前記配線を介して前記暗号化部だけが接続された状態で、前記所定のメッセージを示す通信信号が送信されてから、前記暗号化部によって返送されるまでの時間を計測し、その計測した時間が、前記目標時間として、前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
外部からの、暗号化された通信信号の受信を行う通信制御部（１３０）と、
前記通信制御部と配線を介して接続され、前記通信制御部より暗号化された通信信号を受領し、受領した通信信号を復号化した後、前記通信制御部へ返送する復号化部（１３４）と、を備えた通信装置であって、
前記通信制御部は、
暗号化された所定のメッセージを示す通信信号、及びその所定のメッセージを示す通信信号の前記復号化部への送信から返送までに要する目標時間を記憶した記憶部（１３２）と、
前記所定のメッセージを示す通信信号が前記復号化部に送信されてから、前記復号化部により復号化されて返送されるまでに要した実際の時間を計測する計測部（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）と、を有し、
前記計測部によって計測された実際の時間が、前記目標時間よりも長い場合に、前記配線に、前記通信信号に対して不正を働くための不正回路が挿入されたとみなすことを特徴とする通信装置。
【請求項８】
前記通信制御部は、電源が投入された時に、前記所定のメッセージを示す通信信号を送信するとともに、前記計測部を用いて、前記復号化部によって復号化されて返送されるまでの時間を計測することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信制御部は、前記配線に前記不正回路が挿入されたとみなしたとき、前記復号化部への通信信号の送出を中止することを特徴とする請求項７又は８に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記通信制御部が前記配線に前記不正回路が挿入されたとみなしたとき、ユーザに報知する報知部をさらに有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記通信制御部に前記配線を介して前記復号化部だけが接続された状態で、前記所定のメッセージを示す通信信号が送信されてから、前記復号化部によって返送されるまでの時間を計測し、その計測した時間が、前記目標時間として、前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号化されたデータを通信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、車載送受信機がリクエスト信号を送信してから携帯送受信機よりアンサー信号を受信するまでの経過時間を計時し、その計時値が有効計時値以内であるときに限り自動車ドアの施錠、解錠を行うようにしたパッシブエントリーが開示されている。この特許文献１のパッシブエントリーにおいて、車載送受信機と携帯送受信機との間に中継器を介在させて通信を行わせようとした場合、中継器による遅延により、経過時間の計時値が有効計時値を超えることになる。そのため、特許文献１の構成により、いわゆる中継器を用いたリレーアタックによる、自動車の盗難を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、悪意を持った第三者による盗難の手法は、上述した中継器を用いたリレーアタックに限られるわけではない。
【０００５】
例えば、車載送受信機と携帯送受信機との間の通信には、通常、暗号技術が使われている。そのため、車載送受信機及び携帯送受信機は、それぞれ、送信信号を暗号化するとともに、受信信号を復号化する暗号復号回路を備える必要がある。そして、この暗号復号回路は、通信を行う通信回路に対して、ハードウエア的に独立して設けられる場合がある。この場合、通信回路と暗号復号回路とは、相互に配線を介して接続されることになる。
【０００６】
ここで、悪意を持った第三者が、通信回路と暗号復号回路とを接続する配線に不正回路を挿入できたとすると、その不正回路が、通信回路と暗号復号回路との間に介在することで、送受信信号の盗聴や、送受信信号の書き換えなどの不正を行うことが可能となってしまう。その結果、例えば自動車ドアの解錠等が不正に行われ、自動車が盗難されてしまう虞が生じる。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、通信制御部と暗号化部（復号化部）とが配線によって接続される構成を採用した場合に、万一、その配線に不正回路が挿入されても、その不正回路を確実に検知することが可能な通信装置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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、第１発明による通信装置は、
外部へ送信するための通信信号を生成するとともに、通信信号の送信を行う通信制御部（１３０）と、
通信制御部と配線を介して接続され、通信制御部より通信信号を受領し、受領した通信信号を暗号化した後、通信制御部へ返送する暗号化部（１３４）と、を備え、
通信制御部は、暗号化部によって暗号化された通信信号を、外部へ送信する通信信号として用いる通信装置であって、
通信制御部は、
所定のメッセージを示す通信信号、及びその所定のメッセージを示す通信信号の暗号化部への送信から返送までに要する目標時間を記憶した記憶部（１３２）と、
所定のメッセージを示す通信信号が暗号化部に送信されてから、暗号化部により暗号化されて返送されるまでに要した実際の時間を計測する計測部（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）と、を有し、
計測部によって計測された実際の時間が、目標時間よりも長い場合に、配線に、通信信号に対して不正を働くための不正回路が挿入されたとみなすことを特徴とする。
【０００９】
上述したように、記憶部に所定のメッセージを示す通信信号が記憶されており、通信制御部は、この所定のメッセージを示す通信信号を暗号化部に送信する。暗号化部は、所定のメッセージを示す通信信号を受領すると、暗号化した後、通信制御部へ返送する。この際、通信制御部は、計測部を用いて、所定のメッセージを示す通信信号の送信から返送までに要した時間を計測する。記憶部には、所定のメッセージを示す通信信号の暗号化部への送信から返送までに要する目標時間も記憶されている。従って、実際に計測された時間と目標時間とを比較することにより、通信制御部と暗号化部との間での通信が通常通りの時間で行われたか、通常よりも時間を要したかを判定することができる。通常よりも時間を要した場合には、通信制御部と暗号化部との間に、通信信号に対して何らかの処理を行う回路が介在している可能性が高い。そのため、通信制御部は、実際に計測した時間が目標時間よりも長い場合、配線に通信信号に対して不正を働くための不正回路が挿入されたとみなす。このようにして、万一、配線に不正回路が挿入されても、その不正回路を確実に検知することが可能となる。
【００１０】
また、第２発明による通信装置は、
外部からの、暗号化された通信信号の受信を行う通信制御部（１３０）と、
通信制御部と配線を介して接続され、通信制御部より暗号化された通信信号を受領し、受領した通信信号を復号化した後、通信制御部へ返送する復号化部（１３４）と、を備えた通信装置であって、
通信制御部は、
暗号化された所定のメッセージを示す通信信号、及びその所定のメッセージを示す通信信号の復号化部への送信から返送までに要する目標時間を記憶した記憶部（１３２）と、
所定のメッセージを示す通信信号が復号化部に送信されてから、復号化部により復号化されて返送されるまでに要した実際の時間を計測する計測部（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）と、を有し、
計測部によって計測された実際の時間が、目標時間よりも長い場合に、配線に、通信信号に対して不正を働くための不正回路が挿入されたとみなすことを特徴とする。
【００１１】
この第２発明によっても、第１発明と同様に、万一、配線に不正回路が挿入されても、その不正回路を確実に検知することが可能となる。
【００１２】
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【００１３】
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による通信装置が適用された電子キーシステムの構成を示す構成図である。
【図２】車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８及び電子キー２００の電子キーＥＣＵ２０６の詳細な構成を示した構成図である。
【図３】不正回路を検知するためにＣＰＵにおいてなされる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】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明の通信装置を、メカニカルキーを用いずに車両のドアをロック、アンロックしたり、エンジンを始動させたりすることが可能な電子キーシステムに適用した例について説明する。
【００１６】
図１は、電子キーシステムの構成を示す構成図である。本実施形態における電子キーシステムは、車載ユニット１００と電子キー２００との間の無線双方向通信を利用して、いわゆるスマートエントリ機能、及びエンジンスタート機能を実現するものである。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態における電子キーシステムは、車両（図示略）に搭載される車載ユニット１００及びユーザに携帯される電子キー２００から構成されている。初めに、車載ユニット１００の構成及び機能について説明する。
【００１８】
車載ユニット１００は、車室外送信機１０２及び車室内送信機１０４を有している。各送信機１０２，１０４は、照合ＥＣＵ１０８からの送信指示に応じて電子キー２００を検知するためのリクエスト信号を送信する。なお、図１には、１つの車室外送信機１０２及び１つの車室内送信機１０４が図示されているが、それぞれ複数個設けられても良い。
【００１９】
また、図１に示すように、車載ユニット１００は受信機１０６を有している。この受信機１０６は、車両内部の所定位置に設置されており、リクエスト信号を受信した電子キー２００から返送される、固有のＩＤコードを含んだアンサー信号を受信する。そして、受信機１０６は、受信したアンサー信号を照合ＥＣＵ１０８に出力する。
【００２０】
照合ＥＣＵ１０８は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた一般的なコンピュータであり、メモリに予め記憶されたプログラムに従って、電子キー２００との双方向通信処理や、電子キー２００から受信したアンサー信号に含まれるＩＤコードの照合処理などを実行する。この照合ＥＣＵ１０８は、車内ＬＡＮに接続され、その車内ＬＡＮには、ドアＥＣＵ１１０、エンジンＥＣＵ１１８、電源ＥＣＵ１２２などが接続されている。
【００２１】
ドアＥＣＵ１１０は、車両のドアに装備されたドアロック機構１１６を駆動してドアをロックあるいはアンロックしたり、車両のドアに設けられたスイッチやセンサによる検出信号を照合ＥＣＵ１０８に出力したりするものである。なお、図１では、ドアＥＣＵ１１０及びそれに付随する構成が１組しか示されていないが、車両の複数のドアに対応して複数組設けられている。
【００２２】
例えば、図１には、車両のドアに設けられたセンサとして、タッチセンサ１１２が例示されている。このタッチセンサ１１２は、例えば、車両のドアハンドルの内側に設けられる。タッチセンサ１１２により、電子キー２００を携帯しているユーザがドアハンドルに触れたことが検出されると、ドアＥＣＵ１１０は、ドアハンドル操作検出信号を照合ＥＣＵ１０８に出力する。照合ＥＣＵ１０８は、ドアハンドル操作検出信号が入力されると、ドアＥＣＵ１１０に対して、ドアのアンロック指示信号を出力する。ドアＥＣＵ１１０は、このアンロック指示信号に基づいて、ドアロック機構１１６を駆動してドアをアンロックする。
【００２３】
なお、照合ＥＣＵ１０８において、車室外送信機１０２を用いた双方向通信によってＩＤコードの照合（車室外照合）が成立したと判定されると、ドアＥＣＵ１１０に、タッチセンサ１１２への通電開始を指示する。これにより、電子キー２００を携帯しているユーザがドアハンドルに触れたことを検出可能なアンロックスタンバイ状態となる。
【００２４】
また、図１には、車両のドアに設けられたスイッチとして、ロックスイッチ１１４が例示されている。このロックスイッチ１１４は、ドアハンドルもしくはその近傍に設けられる。ユーザがロックスイッチ１１４を操作すると、ドアＥＣＵ１１０は、ロックスイッチ操作信号を照合ＥＣＵ１０８に出力する。照合ＥＣＵ１０８は、ロックスイッチ操作信号が入力されると、車室外照合が成立したことを条件として、ドアＥＣＵ１１０に対してロック指示信号を出力する。ドアＥＣＵ１１０は、このロック指示信号に基づいて、ドアロック機構１１６を駆動してドアをロックする。このようにして、電子キーシステムにおいて、スマートエントリ機能（スマートドアアンロック及びスマートドアロック）が実現される。
【００２５】
なお、車室内送信機１０４を用いた双方向通信により車室内照合が成立している場合には、電子キー２００の車室内への閉じ込めを防止するために、照合ＥＣＵ１０８は、ロックスイッチ操作信号が入力されても、ドアＥＣＵ１１０に対してロック指示信号を出力しない。
【００２６】
電源ＥＣＵ１２２は、車内の各種電装部品への電源供給を制御するものである。この電源ＥＣＵ１２２には、エンジン（図示せず）を始動または停止する際に操作されるエンジンスタートスイッチ１２４が接続されている。また、図示しないが、電源ＥＣＵ１２２には、シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキペダルスイッチも接続されている。そして、シフトレバーが駐車位置、かつ、ブレーキペダルが踏み込まれた状態でエンジンスタートスイッチ１２４が操作されると、電源ＥＣＵ１２２は、照合ＥＣＵ１０８におけるＩＤ照合結果を確認する。照合ＥＣＵ１０８は、車室内照合が成立している場合、その旨を電源ＥＣＵ１２２に通知する。すると、電源ＥＣＵ１２２は、各種電装部品への電源供給を開始するため、電源リレー１２６をオンする。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１１８は、ドライバーによるアクセルペダル操作に応じたエンジンの運転状態を実現するために、エンジンの点火時期や燃料噴射量などを制御するものである。上記した電源ＥＣＵ１２２は、電源リレー１２６をオンすると、エンジンＥＣＵ１１８に起動信号を出力する。この起動信号を受けたエンジンＥＣＵ１１８は、照合ＥＣＵ１０８におけるＩＤ照合結果を確認する。エンジンＥＣＵ１１８は、照合ＥＣＵ１０８において車室内照合が成立していることを確認すると、エンジン１２０の始動を開始する。このようにして、電子キーシステムにおいて、エンジンスタート機能が実現される。
【００２８】
次に、電子キー２００の構成及び機能について説明する。図１に示すように、電子キー２００は、受信機２０２、送信機２０４、及び電子キーＥＣＵ２０６を備えている。なお、電子キー２００は、図示しない電池を電源として動作する。
【００２９】
受信機２０２は、車載ユニット１００の送信機１０２、１０４から送信されるリクエスト信号を受信する。受信機２０２はリクエスト信号を受信すると、電子キーＥＣＵ２０６に出力する。電子キーＥＣＵ２０６は、受信機２０２からリクエスト信号が入力されると、電子キー２００のＩＤコードを含むアンサー信号を生成して、送信機２０４から送信させる。このようにして、車載ユニット１００と電子キー２００との間で双方向無線通信が行われる。
【００３０】
ここで、車載ユニット１００と電子キー２００とが通信を行う場合、その通信信号には、セキュリティを確保することが必要なＩＤコードなどが含まれるので、照合ＥＣＵ１０８は、通信信号を暗号化した上で、電子キー２００に送信する。また、電子キー２００においても、照合ＥＣＵ１０８への返答などのために通信信号を送信する際には、その通信信号を暗号化した上で、車載ユニット１００に送信する。そのため、照合ＥＣＵ１０８は、図２に示すように、通信信号の暗号化及び復号化を行う暗号復号回路１３４を有している。同様に、電子キーＥＣＵ２０６も、通信信号の暗号化及び復号化を行う暗号復号回路２１４を備えている。なお、この図２では、車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８及び電子キー２００の電子キーＥＣＵ２０６のみ記載し、他の構成の記載は省略している。また、暗号復号回路１３４、２１４において暗号化するのは、車載ユニット１００と電子キー２００との間で通信されるすべての通信信号であっても良いし、一部の通信信号であっても良い。
【００３１】
車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８は、図２に示すように、ＣＰＵ１３０及び書き込み可能な不揮発性メモリ１３２を有している。ＣＰＵ１３０は、メモリ１３２に保存された所定のプログラムを実行することにより、例えば、通信信号の生成、暗号復号回路１３４による通信信号の暗号化、及び暗号化された通信信号の送信処理を実行して、通信信号を電子キー２００に送信する。また、通信信号の受信時には、ＣＰＵ１３０は、暗号化された通信信号の受信、暗号復号回路１３４による通信信号の復号化、復号化された通信信号の受信処理を実行する。
【００３２】
例えば、ＣＰＵ１３０におけるソフトウエア構造として、公知のＡＵＴＯＳＡＲに準拠する構造を採用し、ベーシックソフトウエアのサービスレイヤーに暗号化サービスマネージャーを構築することができる。そして、例えば、ベーシックソフトウエアにおけるマイクロコントローラアブストラクションレイヤー（ＭＣＡＬ）にＳＰＩドライバーを構築することにより、暗号化サービスマネージャーが、このＳＰＩドライバーを介して暗号復号回路１３４と通信可能に構成することができる。このような構成を採用することにより、暗号化サービスマネージャーは、ハードウエアとしてのＣＰＵに依存せずに済むので、ＣＰＵの変更に伴う影響を最小限に抑えることができる。
【００３３】
電子キー２００の電子キーＥＣＵ２０６も、車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８と同様に、図２に示すように、ＣＰＵ（又はＩＣ）２１０と書き換え可能な不揮発性メモリ２１２とを有し、ＣＰＵ２１０が所定のプログラムを実行することにより、通信信号の送受信処理や、通信信号の暗号化又は復号化処理を実行する。
【００３４】
暗号復号回路１３４、２１４が行う暗号化処理には、公知の暗号化手法のいずれを用いても良い。例えば、暗号復号回路１３４、２１４は、暗号化処理として、デジタル署名を行うことができる。デジタル署名とは、送信すべきメッセージを示す通信信号から、ハッシュ関数を使用してダイジェストを生成し、このダイジェストを秘密鍵で暗号化するものである。この暗号化信号を通信信号とともに送信することで、通信信号の改ざん等を検出することが可能となる。すなわち、暗号化信号を受信した際、暗号復号回路１３４、２１４は、デジタル署名の検証を行う。具体的には、通信信号からダイジェストを生成するとともに、公開鍵を利用して暗号化信号を復号することによりダイジェストを復元する。そして、生成したダイジェストと復元したダイジェストとが一致するか否かを確認する。この場合、ダイジェスト同士が一致すれば、通信信号が改ざんされていないことが検証でき、通信信号の完全性を確認することができる。さらに、通信信号は、公開鍵と対をなす秘密鍵によって署名されたことが検証でき、通信信号の真正性を確認することができる。
【００３５】
さらに、暗号復号回路１３４、２１４は、送信すべきメッセージを示す通信信号自体に対しても暗号化処理を施しても良い。図２に示す例では、デジタル署名を行うとともに、通信信号自体に対しても暗号化処理を施した例を示している。図２を参照しつつ、車載ユニット１００から電子キー２００へと所定のメッセージ（“Hello World”）を示す通信信号を送信する場合における、暗号化、復号化の手順について説明する。
【００３６】
この場合、まず、ＣＰＵ１３０が送信すべき所定のメッセージ（“Hello World”）を示す通信信号を生成して、その通信信号を暗号復号回路１３４に送信する。暗号復号回路１３４は、受信した通信信号に対してデジタル署名を行うとともに、通信信号の暗号化を行う。図２では、デジタル署名及び通信信号の暗号化後の信号が、「23jjW9CLCOleueue」と示されている。暗号化された通信信号及びデジタル署名は、ＣＰＵ１３０に返送される。ＣＰＵ１３０は、返送された暗号化済みの通信信号及びデジタル署名の送信処理を行う。
【００３７】
電子キーＥＣＵ２０６のＣＰＵ２１０は、暗号化された通信信号及びデジタル署名を受信すると、暗号復号回路２１４に送信する。暗号復号回路２１４は、暗号化された通信信号を復号するとともに、その通信信号のダイジェストを生成する。また、暗号復号回路２１４は、デジタル署名を復号して、ダイジェストを復元する。そして、ダイジェスト同士が一致するか否かを判定し、一致していると、通信信号の真正性及び完全性が保証されたものとみなす。暗号復号回路２１４は、ＣＰＵ２１０に対して、所定のメッセージを示す復号化した通信信号（“Hello World”）と、真正性と完全性の結果を返送する。本実施形態では、このような通信信号の暗号化やデジタル署名等を利用して、車載ユニット１００と電子キー２００との間の双方向通信のセキュリティを確保するようにしている。
【００３８】
なお、上述した例では、デジタル署名により通信信号の完全性を担保したが、デジタル署名に代えて、メッセージ認証コード（Message Authentication Code：MAC）を用いても良い。メッセージ認証コードは、共通鍵と認証すべきメッセージを含む通信信号とを入力として、所定のＭＡＣアルゴリズムにより算出されるものである。また、上述した例では、デジタル署名を行うとともに、通信信号自体の暗号化処理も行ったが、いずれか一方のみを行うようにしても良い。
【００３９】
ただし、本実施形態では、図２に示すように、車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８及び電子キー２００の電子キーＥＣＵ２０６において、それぞれの暗号復号回路１３４、２１４は、ＣＰＵ１３０、２１０からハードウエア的に独立しており、ＣＰＵ１３０、２１０とは配線を介して接続されている。
【００４０】
このように、ＣＰＵ１３０、２１０と暗号復号回路１３４，２１４とがハードウエア的に独立し、配線により相互に接続される構成を採用した場合、悪意を持った第三者が、ＣＰＵ１３０、２１０と暗号復号回路１３４、２１４とを接続する配線に不正回路を挿入できる可能性が生じる。そのような不正回路が実際に挿入された場合、不正回路が、ＣＰＵ１３０、２１０と暗号復号回路１３４、２１４との間に介在することで、通信信号の盗聴や、通信信号の書き換えなどの不正が可能となってしまう。その結果、例えば自動車ドアの解錠等が不正に行われ、自動車が盗難されてしまう虞が生じる。
【００４１】
そのため、本実施形態による通信装置では、ＣＰＵ１３０、２１０と暗号復号回路１３４、２１４との間の配線に不正回路が挿入された場合に、ＣＰＵ１３０、２１０において、その不正回路を確実に検知することができるようにした。以下、不正回路を検知するためにＣＰＵ１３０、２１０においてなされる処理について、図３のフローチャートを参照しつつ、詳細に説明する。なお、以下に説明する例では、車載ユニット１００の照合ＥＣＵ１０８のＣＰＵ１３０が実行する処理について説明するが、電子キー２００の電子キーＥＣＵ２０６のＣＰＵ２１０も同様の処理を実行することが望ましい。
【００４２】
図３のフローチャートに示す処理は、所定の開始条件が成立したときに実行される。所定の開始条件としては、電源が投入された時、あるいは、車載ユニット１００と電子キー２００との間で、一連の通信信号の送受信を行う必要が生じた時を採用することが好ましい。これにより、定期的、あるいは、実際に通信を行う前に、不正回路の挿入の有無を判定することが可能となる。
【００４３】
図３のフローチャートのステップＳ１００では、メモリ１３２から規定メッセージを読み出す。この規定メッセージは、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間の配線への不正回路の挿入の有無を検知するために、予め用意されてメモリ１３２に保存されたものである。
【００４４】
続くステップＳ１１０では、ＣＰＵ１３０は読み出した規定メッセージを示す通信信号を暗号復号回路１３４に送信する。そして、ステップＳ１２０において、内部タイマを動作させて、規定メッセージを示す通信信号を送信してからの経過時間の計測を開始する。ステップＳ１３０では、暗号復号回路１３４から、暗号化された通信信号及びデジタル署名を受信したか否かを判定する。受信しないと判定した場合には、受信するまで待機する。一方、受信したと判定した場合には、ステップＳ１４０に進んで、内部タイマのカウント値に基づき、規定メッセージを示す通信信号の送信から、暗号化された通信信号及びデジタル署名の受信までに要した経過時間を算出する。
【００４５】
続くステップＳ１５０では、目標時間がメモリ１３２に保存され、目標時間が設定済みであるか否かを判定する。本実施形態では、車載ユニット１００に最初に電源が投入されたときに、その車載ユニット１００において、規定メッセージを示す通信信号が暗号化され、かつデジタル署名されるのに要する実際の時間を計測して、目標時間として設定する。そのため、ステップＳ１５０では、目標時間がメモリ１３２に保存され、目標時間が設定されているか否かを判定するのである。なお、車載ユニット１００に最初に電源が投入されるのは、通常、車載ユニット１００の製造工程の最終段階において行われる。そのため、その時点で、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間の配線に不正回路が挿入されていることはない。
【００４６】
ステップＳ１５０において目標時間が設定済みではないと判定されると、ステップＳ１７０に進んで、ステップＳ１４０にて算出した経過時間を目標時間として、メモリ１３２に保存する。一方、ステップＳ１５０において目標時間が設定済みと判定されると、ステップＳ１６０に進んで、ステップＳ１４０にて算出した経過時間を目標時間と比較する。そして、ステップＳ１８０において、ステップＳ１６０の比較の結果、経過時間と目標時間とのずれが許容時間を超えているか否かを判定する。この判定処理において、経過時間と目標時間とのずれが許容時間内であると判定すると、ステップＳ２００に進んで、通常通りに処理を継続して実行する。すなわち、ＣＰＵ１３０は通信信号の生成、暗号復号回路１３４への送信、暗号復号回路１３４からの受信、電子キー２００への暗号化された通信信号及びデジタル署名の通信処理を実行する。一方、ステップＳ１８０において、経過時間と目標時間とのずれが許容時間を超えていると判定すると、ステップＳ１９０に進む。
【００４７】
万一、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間の配線に不正回路が挿入されているとすると、通信信号は、その不正回路を経由することになる。そして、不正回路において通信信号の盗聴や改ざんなどの処理が行われることに起因して、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間の通信に遅延が生じる。従って、不正回路が挿入されている場合には、ステップＳ１８０において、経過時間と目標時間とのずれが許容時間を超えていると判定されることになる。この場合、ステップＳ１９０に進んで、異常が発生したものとみなして異常処理を実行する。この異常処理としては、例えば、ＣＰＵ１３０が、それ以降、暗号復号回路１３４への通信信号の送出を中止したり、不正回路が挿入された可能性があることを車両のユーザに報知したりする処理が該当する。
【００４８】
従って、本実施形態の通信装置によれば、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間に不正回路が挿入された場合、ＣＰＵ１３０が、その不正回路を検知することができる。さらに、不正回路が検知された場合に、上述した異常処理を実行することにより、不正回路により通信信号が盗聴されたり、改ざんされたりすることを未然に防止することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５０】
例えば、上述した実施形態では、車載ユニット１００と電子キー２００との通信に、本発明による通信装置を適用する例について説明した。しかしながら、例えば、車載ユニット１００内における、ＥＣＵ同士の通信に本発明による通信装置を適用しても良い。つまり、上述したように照合ＥＣＵ１０８と、ドアＥＣＵ１１０、エンジンＥＣＵ、電源ＥＣＵ１２２との間で照合結果の確認等のために通信が行われる。その際に、通信内容を秘匿するために、各ＥＣＵ間で暗号化した通信信号をやり取りすることが考えられる。この場合、通信制御部であるＣＰＵと、暗号化部としての暗号復号回路とがハードウエア的に独立し、相互に配線によって接続される構成が採用されるならば、本発明による通信装置を適用することが好ましい。
【００５１】
さらに、本発明による通信装置の適用対象は、電子キーシステムに限られず、暗号化した通信信号の無線通信あるいは有線通信を行う場合に、不正回路による通信信号の盗聴や改ざんを防止する必要があるものであれば、本発明による通信装置の適用対象となりうる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、ＣＰＵ１３０がメモリ１３２から規定メッセージを読み出し、その規定メッセージを示す通信信号の送信から受信までに要した経過時間を目標時間と比較することにより、不正回路を検知するものであった。しかし、ＣＰＵ１３０は、規定メッセージに代えて、暗号化された通信信号を送信し、暗号復号回路１３４によって復号された通信信号を受信し、その送信から受信までに要した経過時間を目標時間と比較するようにしても良い。暗号復号回路１３４は、通信信号を暗号化するばかりでなく、暗号化された通信信号を復号化する機能も有するためである。このようにしても、上述した実施形態と同様に、ＣＰＵ１３０と暗号復号回路１３４との間の配線への不正回路の挿入を検知することが可能である。
【００５３】
さらに、上述した実施形態では、車載ユニット１００に最初に電源が投入されたときに、実際に規定メッセージを示す通信信号の送信から、暗号化された通信信号の受信までに要した時間を目標時間として設定した。しかしながら、実験的又は計算により定めた目標時間を、規定メッセージとともに、予めメモリ１３２に保存しておくようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  車載ユニット
１０８  照合ＥＣＵ
１１０  ドアＥＣＵ
１１８  エンジンＥＣＵ
１２２  電源ＥＣＵ
２００  電子キー
２０６  電子キーＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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