(57)【要約】【課題】受信装置における処理負担を軽減できる通信装置及びネットワークシステムを提供すること。【解決手段】ネットワーク（５）から、メッセージ認証コード情報（３１）を含む伝送情報（２３）を取得する伝送情報取得ユニット（１３、１５）と、前記伝送情報取得ユニットにより取得した前記伝送情報に含まれる前記メッセージ認証コード情報の認証を行う認証ユニット（１７）と、前記認証ユニットが前記メッセージ認証コード情報の認証に失敗した場合、そのメッセージ認証コード情報を含む前記伝送情報の読み出しを阻害する阻害信号を、前記ネットワークに接続されている、前記伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置（７、９、１１）に対し出力する阻害信号出力ユニット（１９）と、を備えることを特徴とする通信装置（３、１０３）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク（５）から、メッセージ認証コード情報（３１）を含む伝送情報（２３）を取得する伝送情報取得ユニット（１３、１５）と、
前記伝送情報取得ユニットにより取得した前記伝送情報に含まれる前記メッセージ認証コード情報の認証を行う認証ユニット（１７）と、
前記認証ユニットが前記メッセージ認証コード情報の認証に失敗した場合、そのメッセージ認証コード情報を含む前記伝送情報の読み出しを阻害する阻害信号を、前記ネットワークに接続されている、前記伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置（７、９、１１）に対し出力する阻害信号出力ユニット（１９）と、
を備えることを特徴とする通信装置（３、１０３）。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記阻害信号は、前記伝送情報の少なくとも一部を上書きする信号であることを特徴とする通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の通信装置であって、
前記一部はフレームトレーラ（２９）であることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記阻害信号は、ドミナントパルスを含む信号であることを特徴とする通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記メッセージ認証コード情報は、そのメッセージ認証コード情報を含む前記伝送情報の少なくとも一部を暗号化アルゴリズムにより暗号化して得られる情報であり、
前記認証ユニットは、前記伝送情報取得ユニットにより取得した前記伝送情報の少なくとも一部を前記暗号化アルゴリズムにより暗号化して受信側コード情報を作成し、前記メッセージ認証コード情報と前記受信側コード情報とが一致するか否かにより認証を行うことを特徴とする通信装置。 
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信装置と、
前記ネットワークと、
前記装置と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のネットワークシステムであって、
前記ネットワークの規格が、ＣＡＮ（登録商標）又はイーサネット（登録商標）であることを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及びネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載ネットワークに想定外の機器を接続し、その想定外の機器から車載ネットワークに対し、本来の機器（車載ネットワークに元々接続している機器）からの伝送情報を模倣した伝送情報を送信することによって、盗難防止装置の無効化、車両内への進入、悪意のある悪戯等がなされることがある。
【０００３】
上記の問題に対処するためには、伝送情報が本来の機器からのものであるか否かを判定し、本来の機器からのものでなければ、その伝送情報を使用しないようにする必要がある。伝送情報が本来の機器からのものであるか否かを判定する方法として、伝送情報にＭＡＣ（Message Authentication Code）を含ませておき、伝送情報を受信した装置においてＭＡＣを認証する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伝送情報を受信した受信装置がそれぞれＭＡＣを認証する場合、受信装置における処理負担が大きくなってしまう。本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、受信装置における処理負担を軽減できる通信装置及びネットワークシステムを提供することを目的としている。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信装置は、ネットワークから、メッセージ認証コード情報を含む伝送情報を取得する伝送情報取得ユニットと、伝送情報取得ユニットにより取得した伝送情報に含まれるメッセージ認証コード情報の認証を行う認証ユニットと、認証ユニットがメッセージ認証コード情報の認証に失敗した場合、そのメッセージ認証コード情報を含む伝送情報の読み出しを阻害する阻害信号を、ネットワークに接続されている、伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置に対し出力する阻害信号出力ユニットとを備える。
【０００７】
本発明の通信装置によれば、ネットワークに接続されている、伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置（以下では受信装置とする）は、必ずしも、メッセージ認証コード情報を認証する機能を持たなくても、メッセージ認証コード情報が認証されない伝送情報の読み出しを回避できる。そのため、受信装置における処理負担を軽減できる。
【０００８】
本発明のネットワークシステムは、上記の通信装置と、ネットワークと、上記の受信装置とを備える。本発明のネットワークシステムによれば、受信装置は、必ずしも、メッセージ認証コード情報を認証する機能を持たなくても、メッセージ認証コード情報が認証されない伝送情報の読み出しを回避できる。そのため、受信装置における処理負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ネットワークシステム１の構成を表すブロック図である。
【図２】通信装置３の構成を表すブロック図である。
【図３】図３Ａは通常フレーム２１の構成を表す説明図であり、図３Ｂは重要フレーム２３の構成を表す説明図である。
【図４】ＥＣＵ７が実行する重要フレーム送信処理を表すフローチャートである。
【図５】通信装置３が実行する認証処理を表すフローチャートである。
【図６】ＥＣＵ９、１１が実行する受信処理を表すフローチャートである。
【図７】通信装置３が作成する阻害信号の作用を表す説明図である。
【図８】通信装置１０３の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．ネットワークシステム１及び通信装置３の構成
ネットワークシステム１及び通信装置３の構成を図１〜図３に基づき説明する。ネットワークシステム１は、車両に搭載される車載システムである。図１に示すように、ネットワークシステム１は、通信装置３と、ネットワーク５と、ＥＣＵ７、９、１１とを備える。
【００１１】
図２に示すように、通信装置３は、トランシーバ１３、受信回路１５、認証回路１７、及び阻害信号作成装置１９を備える。トランシーバ１３は、ネットワーク５に接続され、ネットワーク５から伝送情報を受信する機能を有する素子である。受信回路１５は、伝送情報を構成するフレームのうち、予め決められたＩＤを有するフレームをデコード（複合）する回路である。認証回路１７は、デコードされたフレームに含まれるＭＡＣの認証を行う回路である。認証回路１７は、認証を行うために、ＭＡＣを作成する暗号化アルゴリズムを備えている。阻害信号作成装置１９は、後述する阻害信号を作成する装置である。
【００１２】
ここで、伝送情報を構成するフレームについて説明する。フレームには、図３Ａに示す通常フレーム２１と、図３Ｂに示す重要フレーム２３とがある。通常フレーム２１は、ＩＤ２５と、送信データ２７と、ＥＣＣ（エラーチェックコード）２９とを含む。ＩＤ２５はフレームの識別子である。通常フレーム２１における読み出しの順序は、ＩＤ２５、送信データ２７、ＥＣＣ２９の順である。
【００１３】
重要フレーム２３は、図３Ｂに示すように、ＩＤ２５と、送信データ２７と、ＭＡＣ３１と、ＥＣＣ２９とを含む。重要フレーム２３における読み出しの順序は、ＩＤ２５、送信データ２７、ＭＡＣ３１、ＥＣＣ２９の順である。
【００１４】
ＭＡＣ３１はメッセージ認証コード情報の一例である。ＭＡＣ３１は、送信データ２７を、暗号化アルゴリズムにより暗号化して得られる情報である。重要フレーム２３を作成する機器は、上記の暗号化アルゴリズムを備えており、それを用いて送信データ２７を暗号化し、ＭＡＣ３１を作成する。そして、重要フレーム２３を作成する機器は、作成したＭＡＣ３１を送信データ２７（ＭＡＣ３１の作成に用いた送信データ２７）等と組み合わせて重要フレーム２３を作成する。
【００１５】
図１に戻り、ネットワーク５は、通信装置３、及びＥＣＵ７、９、１１を相互に接続し、伝送情報を伝送する。ネットワーク５の規格はイーサネット（登録商標）である。
ＥＣＵ７、９、１１は、それぞれ、車両に搭載された電子制御ユニットである。ＥＣＵ７、９、１１は、伝送情報を作成し、送信する機能と、伝送情報を受信し、読み出す機能とを有する。ＥＣＵ７、９、１１のうち、ＥＣＵ７は上記の暗号化アルゴリズムを備えており、ＭＡＣ３１を作成することができる。そのため、ＥＣＵ７は、通常フレーム２１だけでなく、ＭＡＣ３１を含む重要フレーム２３を作成し、送信することができる。
【００１６】
一方、ＥＣＵ９、１１は、上記の暗号化アルゴリズムを備えおらず、ＭＡＣ３１を作成することができない。そのため、ＥＣＵ９、１１は、通常フレーム２１を作成し、送信することはできるが、ＭＡＣ３１を含む重要フレーム２３を作成し、送信することはできない。
【００１７】
ＥＣＵ７、９、１１のうちのいずれか１つが作成し、送信した伝送情報は、他のＥＣＵと、通信装置３とにより受信される。例えば、ＥＣＵ７が作成し、送信した伝送情報は、ＥＣＵ９、１１と、通信装置３とにより受信される。
【００１８】
なお、トランシーバ１３及び受信回路１５は、伝送情報取得ユニットの一例である。認証回路１７は認証ユニットの一例である。ＥＣＵ７、９、１１は、伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置の一例である。阻害信号作成装置１９は、阻害信号出力ユニットの一例である。
【００１９】
２．ネットワークシステム１及び通信装置３が実行する処理
（２−１）重要フレーム送信処理
ＥＣＵ７が重要フレームを送信する処理を、図４のフローチャートに基づき説明する。図４のステップ１では、重要フレームとして送信すべき送信データがあるか否かを判断する。重要フレームとして送信すべき送信データがある場合はステップ２に進み、重要フレームとして送信すべき送信データがない場合はステップ１の前に戻る。
【００２０】
ステップ２では、送信すべき送信データを暗号化アルゴリズムにより暗号化して、ＭＡＣを作成する。暗号化アルゴリズムとしては、例えば、特許文献１記載のものを用いることができる。
【００２１】
ステップ３では、ＩＤと、送信データと、前記ステップ２で作成したＭＡＣと、ＥＣＣとを１つの重要フレームにして送信する。
なお、ＥＣＵ７は、通常フレームを送信することもできる。すなわち、ＥＣＵ７は、ＩＤと送信データと、ＥＣＣとを１つの通常フレームにして送信することができる。
（２−２）認証処理
通信装置３（特に認証回路１７）が実行する、重要フレームの認証処理を、図５のフローチャートに基づき説明する。図５のステップ１１では、トランシーバ１３及び受信回路１５においてフレームの受信を開始しているか否かを判断する。フレームの受信を開始している場合はステップ１２に進み、受信を開始していない場合はステップ１１の前に戻る。
【００２２】
ステップ１２では、前記ステップ１１において受信を開始していると判断したフレーム（以下では受信開始フレームとする）のＩＤが認証対象フレーム（すなわち重要フレーム）のＩＤであるか否かを判断する。なお、通信装置３は、予め認証対象フレームのＩＤを記憶している。ＩＤが認証対象フレームのＩＤである場合はステップ１３に進み、認証対象フレームのＩＤではない場合は本処理を終了する。
【００２３】
ステップ１３では、受信開始フレームのＭＡＣまで受信したか否かを判断する。ＭＡＣまで受信した場合はステップ１４に進む。ＭＡＣまで受信していない場合はステップ１３の前に戻る。
【００２４】
ステップ１４では、受信開始フレームに含まれるＭＡＣの認証（正当性の確認）を行う。具体的には以下のようにする。受信開始フレームのうち、送信データを、暗号化アルゴリズムにより暗号化してＭＡＣを作成する。そして、このように作成したＭＡＣ（受信側コード情報の一例）と、受信開始フレームに元々含まれていたＭＡＣとを対比する。両者が一致すれば、受信開始フレームに含まれていたＭＡＣは正しい（ＭＡＣの認証に成功した）と判断し、一致しなければ、受信開始フレームに含まれていたＭＡＣは正しくない（ＭＡＣの認証に失敗した）と判断する。
【００２５】
ステップ１５では、前記ステップ１４での認証の結果に基づき、受信開始フレームのＭＡＣが正しくなければステップ１６に進み、受信開始フレームのＭＡＣが正しければ本処理を終了する。
【００２６】
ステップ１６では、阻害信号作成装置１９が、ネットワーク５を介して、ＥＣＵ７、９、１１に向けて阻害信号を送信する。阻害信号は、重要フレームに含まれるＥＣＣを上書きする信号である。
（２−３）受信処理
ＥＣＵ９、１１が実行する重要フレームの受信処理を、図６のフローチャートに基づき説明する。図６のステップ２１では、重要フレームを受信したか否かを判断する。なお、判断の対象となる重要フレームは、前記（２−１）の処理においてＥＣＵ７が送信したものか、想定外の機器３３（図１参照）が送信したものである。重要フレームを受信した場合はステップ２２に進み、受信しなかった場合はステップ２１の前に戻る。
【００２７】
ステップ２２では、前記ステップ２１で受信したと判断した重要フレームの読み出しにおいて、エラーが発生したか否かを判断する。
なお、エラーは、前記（２−２）の処理において通信装置３が送信した阻害信号により、重要フレームに含まれるＥＣＣが上書きされるために生じるものである。このエラーについて、図７を用いてさらに説明する。
【００２８】
ＥＣＵ７は、前記（２−１）の処理において、重要フレーム２３を送信する。その重要フレーム２３は、ネットワーク５上の信号として伝送される。通信装置３、及びＥＣＵ９、１１は、重要フレーム２３を受信し、ＩＤ２５、送信データ２７、ＭＡＣ３１、ＥＣＣ２９の順に読み出してゆく。
【００２９】
通信装置３は、ＭＡＣ３１まで読み出した時点でＭＡＣ３１の認証を行う。通信装置３は、ＭＡＣ３１が正しいと判断した場合は阻害信号を送信しない（前記ステップ１３〜１５）。その場合、ＥＣＵ９、１１は、重要フレーム２３を最後まで正常に受信する。
【００３０】
一方、想定外の機器３３が重要フレーム２３を送信すると、その重要フレーム２３も、ネットワーク５上の信号として伝送される。通信装置３、及びＥＣＵ９、１１は、重要フレーム２３を受信し、ＩＤ２５、送信データ２７、ＭＡＣ３１、ＥＣＣ２９の順に読み出してゆく。通信装置３は、ＭＡＣ３１まで読み出した時点でＭＡＣ３１の認証を行う。ＭＡＣ３１の認証に失敗すると、通信装置３は、ネットワーク５上に阻害信号を送信する（前記ステップ１３〜１６）。その阻害信号は、ＥＣＵ９、１１においてＥＣＣ２９の読み出しが終わらないうちに、ＥＣＣ２９を上書きする。ＥＣＵ９、１１は、上書きされたＥＣＣ２９を読み出し、結果として、重要フレーム２３の読み出しにおいてエラーが検出される（重要フレーム２３の読み出しが阻害される）。エラーが検出された重要フレーム２３は破棄される。
【００３１】
図６に戻り、ステップ２２においてエラーが発生しなかった場合はステップ２３に進み、エラーが発生した場合はステップ２４に進む。
ステップ２３では、前記ステップ２１で受信したと判断した重要フレームを有効データとして利用する。
【００３２】
ステップ２４では、前記ステップ２１で受信したと判断した重要フレームを破棄する。
なお、ＥＣＵ９、１１は、通常フレームを受信し、読み出すこともできる。この場合は、通常フレームを破棄することはなく、常に有効データとして利用する。
【００３３】
３．ネットワークシステム１及び通信装置３が奏する効果
（１Ａ）想定外の機器３３が作成し、送信する重要フレーム（以下では、偽重要フレームとする）は、正しいＭＡＣを含んでいない。通信装置３は、偽重要フレームを受信した場合、ＭＡＣの認証に失敗し、阻害信号を出力する。その阻害信号により、ＥＣＵ９、１１が偽重要フレームを読み出すとき、エラーが発生する。その結果、ＥＣＵ９、１１は偽重要フレームを利用することなく、破棄することができる。
【００３４】
（１Ｂ）ネットワークシステム１及び通信装置３によれば、ＥＣＵ９、１１は、必ずしも、ＭＡＣを認証する機能を持たなくても、偽重要フレームを利用することなく、破棄することができる。そのため、ＥＣＵ９、１１における処理負担を軽減できる。
【００３５】
（１Ｃ）通信装置３は、ＭＡＣの認証に失敗した場合、重要フレームに含まれるＥＣＣを阻害信号で上書きし、エラーを発生させる。そのことにより、前記（１Ａ）の効果を一層確実に奏することができる。
【００３６】
（１Ｄ）ネットワークシステム１は、メッセージ認証コード情報としてＭＡＣを用いる。そのことにより、前記（１Ａ）の効果を一層確実に奏することができる。
＜第２の実施形態＞   
１．ネットワークシステム１及び通信装置３の構成
ネットワークシステム１及び通信装置３の構成は、基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、ネットワーク５の規格がＣＡＮ（登録商標）である。
【００３７】
２．ネットワークシステム１及び通信装置３が実行する処理
ネットワークシステム１及び通信装置３が実行する処理は、基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、通信装置３が送信する阻害信号は、任意のドミナントパルスを含む信号である。この阻害信号は、ＥＣＵ９、１１において読み出している重要フレームをドミナント状態に変更する。その結果、ＥＣＵ９、１１が重要フレームを読み出すときにエラーが発生する。
【００３８】
３．ネットワークシステム１及び通信装置３が奏する効果
以上詳述した第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態の効果（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｄ）に加え、以下の効果が得られる。
【００３９】
（２Ａ）通信装置３は、ＭＡＣの認証に失敗した場合、任意のドミナントパルスを含む阻害信号により、重要フレームをドミナント状態に変更し、エラーを発生させる。そのことにより、前記（１Ａ）の効果を一層確実に奏することができる。
＜第３の実施形態＞
１．ネットワークシステム１及び通信装置１０３の構成
ネットワークシステム１及び通信装置１０３の構成は、基本的には前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態における通信装置１０３は、図８に示す構成を有する。通信装置１０３は、トランシーバ１３、通信回路３５、マイクロコンピュータ３７、認証回路１７、及び阻害信号作成装置１９を備える。
【００４０】
トランシーバ１３、認証回路１７、及び阻害信号作成装置１９は、前記第１の実施形態と同様の機能を有する。通信回路３５及びマイクロコンピュータ３７は、ネットワーク５から伝送情報を受信する機能とともに、伝送情報を作成し、作成した伝送情報を送信する機能を有する。
【００４１】
２．ネットワークシステム１及び通信装置１０３が実行する処理
ネットワークシステム１及び通信装置１０３は、前記第１の実施形態と同様の処理を実行する。
【００４２】
３．ネットワークシステム１及び通信装置１０３が奏する効果
以上詳述した第３の実施形態によれば、前述した第１の実施形態の効果（１Ａ）〜（１Ｄ）を得ることができる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
【００４３】
（１）前記第１〜第３の実施形態において、メッセージ認証コード情報は、ＭＡＣ以外のものであってもよい。
（２）前記第１の実施形態において、阻害信号は、重要フレームを破壊するものであってもよいし、それ以外の方法で、重要フレームの読み取りを阻害するものであってもよい。
【００４４】
（３）前記第１〜第３の実施形態において、ネットワークシステム１は、車載システム以外のシステムであってもよい。
（４）前記第１〜第３の実施形態において、重要フレームは、ＥＣＣ以外のフレームトレーラ（Frame Trailer、ＦＴ）を備えていてもよい。また、前記第１、第３の実施形態において、阻害信号は、ＥＣＣ以外のフレームトレーラを上書きし、エラーを発生させてもよい。
【００４５】
（５）前記第１〜第３の実施形態において、伝送情報の受信及び読み出しが可能な装置は、ＥＣＵ以外の装置であってもよい。
（６）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００４６】
（７）上述した通信装置３、１０３における認証回路１７としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、フレーム認証方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１…ネットワークシステム、３、１０３…通信装置、５…ネットワーク、７、９、１１…ＥＣＵ、１３…トランシーバ、１５…受信回路、１７…認証回路、１９…阻害信号作成装置、２１…通常フレーム、２３…重要フレーム、２５…ＩＤ、２７…送信データ、２９…ＥＣＣ、３１…ＭＡＣ、３３…想定外の機器、３５…通信回路、３７…マイクロコンピュータ
【図１】
2016158028.tif 000003
【図２】
2016158028.tif 000004
【図３】
2016158028.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016158028.tif 000008
【図７】
2016158028.tif 000009
【図８】
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