НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА
NAVIGATION SYSTEM

1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к навигационной системе, имеющей навигационный блок, работающий с использованием картографических данных, и носитель записи, подсоединяемый к и отсоединяемый от навигационного блока, в которой носитель записи имеет перезаписываемую область данных, в которой записываются картографические данные, и неперезаписываемую область управления, в которой записывается идентификационная информация носителя.
2. Описание предшествующего уровня техники
В последние годы проявляются навигационные блоки, в которых картографические данные хранятся в носителе записи, таком как флэш-память, чья емкость увеличивается, в частности автомобильные навигационные блоки, устанавливаемые в автомобиле. Дополнительно, дорожные ситуации постоянно изменяются вследствие строительства новых дорог, городского развития и подобного. Соответственно, является желательным, чтобы картографические данные, используемые в навигационном блоке, обновлялись постоянно. Для этого обновления, так как носитель записи, такой как флэш-память, как описано выше, является подсоединяемым к и отсоединяемым от навигационного блока, структура для обновления картографических данных, записанных в таком носителе записи, не требует удаления навигационного блока или памяти навигационного блока из автомобиля и, таким образом, способствует обновлению. Однако в общем, данные, записанные в носителе записи, таком как флэш-память, могут легко копироваться, что обеспечивает возможность неавторизованного действия, когда пользователь получает незаконный носитель записи, который является незаконно скопированным с законного носителя записи, приобретенного другим пользователем, и обновляет картографические данные, используемые в навигационном блоке этого пользователя.
Предложена система обновления картографических данных, предотвращающая неавторизованные действия через незаконное копирование носителя записи, как описано выше (см., например, публикацию японской патентной заявки номер JP-A-2005-331579 (абзацы [0002] по [0010], фиг. 1). В этой системе обновления картографических данных картографические данные для обновления, распространяемые из центра распространения картографических данных (ниже просто указываемого как центр), записываются в носителе записи, и этот носитель записи используется, чтобы обновлять картографические данные в находящемся на транспортном средстве навигационном устройстве. В системе, однозначный индивидуальный ID, назначенный навигационному устройству как атрибутные данные, добавляется к картографическим данным для обновления, записанным в носителе записи. Навигационное устройство обеспечивается блоком определения, определяющим, соответствуют ли друг другу индивидуальный ID, назначенный навигационному устройству, и индивидуальный ID, добавленный к картографическим данным для обновления, и блоком запрещения, запрещающим использование картографических данных для обновления, записанных в носителе записи, когда блок определения определяет, что индивидуальные ID не соответствуют друг  другу.
Так как однозначный индивидуальный ID, назначенный навигационному устройству, добавляется как атрибутные данные в носитель записи, блок определения определяет, соответствуют ли или нет индивидуальный ID, назначенный навигационному устройству, и индивидуальный ID, записанный в носителе записи, когда носитель записи используется в навигационном устройстве. Когда индивидуальные ID не соответствуют, блок запрещения запрещает использование картографических данных для обновления, записанных в этом носителе записи. Это предназначено, чтобы предотвращать неавторизованное использование картографических данных для обновления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В системе обновления картографических данных согласно публикации японской патентной заявки номер JP-A-2005-331579, когда индивидуальный ID, назначенный навигационному устройству, считывается заранее из навигационного устройства или носителя записи, используемого в этом устройстве, и если этот пользователь записывает индивидуальный ID своего навигационного устройства, который считан заранее как индивидуальный ID, в носитель записи, в котором записаны незаконно скопированные картографические данные, этот носитель записи распознается как законный. Поэтому неавторизованное действие с картографическими данными для обновления может выполняться относительно легко.
В виду вышеописанной ситуации, целью настоящего изобретения является обеспечить способ для осуществления мер защиты для картографических данных более устойчиво в навигационной системе с использованием картографических данных, записанных в перезаписываемом носителе записи, таком как карта флэш-памяти.
Для достижения вышеописанной цели в навигационной системе, имеющей навигационный блок, работающий с использованием картографических данных, и носитель записи, подсоединяемый к и отсоединяемый от навигационного блока, в которой носитель записи имеет перезаписываемую область данных, в которой картографические данные записываются, и неперезаписываемую область управления, в которой записывается идентификационная информация носителя (в общем, код ID, называемый CID), информация права обновления, необходимая для обновления картографических данных, записывается в области данных, и информация права обновления считывается из области данных и удаляется из области данных при первом доступе к данным носителя записи посредством навигационного блока, и должная дата картографического обновления, созданная на основе считанной информации права обновления, записывается в память навигационного блока вместе с идентификационной информацией носителя, считанной из области управления.
В этой структуре, в течение первого доступа к данным, который происходит между навигационным блоком и носителем записи, информация права обновления, записанная в носителе записи, считывается и удаляется, и должная дата картографического обновления, созданная на основе информации права обновления, и идентификационная информация носителя из носителя записи записываются в память навигационного блока. То есть, в течение первого доступа к данным одного носителя записи посредством навигационного блока, не только идентификационная информация носителя этого носителя записи, но также должная дата обновления и информация права обновления записанных картографических данных записываются в навигационном блоке. Конкретно, эта информация права обновления удаляется из носителя записи после считывания и более не остается в носителе записи. Таким образом, информация права обновления не копируется, даже если носитель записи после завершения доступа к данным незаконно копируется, и является невозможным воспроизвести исходный законный носитель записи. Посредством применения такой структуры по отношению к первому доступу к данным носителя записи  навигационный блок может реализовать обновление картографических данных, имеющее более устойчивую защиту, с использованием информации права обновления и должной даты обновления, которые записываются в память навигационного блока.
Чтобы дополнительно улучшить защиту, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения  носитель записи имеет функцию парольной блокировки, которая первоначально находится в блокированном состоянии, и навигационный блок включает в себя пароль для снятия парольной блокировки, так что пароль может быть отправлен в носитель записи. В этой структуре парольная блокировка обеспечивается в носителе записи для разрешения доступа посредством пароля, которым владеет только навигационный блок. Таким образом, этот носитель записи сначала должен быть вставлен в соответствующий навигационный блок и подвергнут доступу к данным. Соответственно, неавторизованные действия, такие как копирование всех данных носителя записи до того, как он будет использован (до первого доступа к данным), могут предотвращаться. После выполнения доступа к данным посредством навигационного блока парольная блокировка снимается, но незаконное копирование предотвращается, так как информация права обновления удаляется к этому времени, как описано выше. Поэтому эта структура может предотвращать неавторизованные действия независимо от того, происходит ли это до или после доступа к данным носителя записи. После того как функция парольной блокировки снимается, доступ к данным, в то время как носитель записи вставлен в другое устройство, например, персональный компьютер пользователя, становится возможным, и, таким образом, картографические данные для обновления могут записываться посредством персонального компьютера.
Предпочтительно, время для снятия функции парольной блокировки из носителя записи находится после удаления информации права обновления из области данных носителя записи. Это обусловлено тем, что когда функция парольной блокировки снимается до того, как информация права обновления удаляется, имеется возможность, что носитель записи будет извлечен из навигационного блока в этой временной точке, и информация права обновления будет незаконно считана.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления информация права обновления, считанная из области данных носителя записи, записывается в память навигационного блока. Должная дата картографического обновления, созданная на основе этой информации права обновления, записывается в навигационном блоке, и информация права обновления, которая является источником должной даты картографического обновления, также записывается, как она есть, в навигационном блоке. Следовательно, навигационный блок записывает все из информации права обновления, идентификационной информации носителя и картографических данных носителя записи, из которых картографические данные считываются, и, таким образом, является возможной обработка восстановления этого носителя записи, когда необходимо.
В другом предпочтительном варианте осуществления идентификационная информация носителя из носителя записи, который подлежит первому доступу к данным посредством навигационного блока, записывается в память навигационного блока как идентификационная информация носителя первого использования, и должная дата картографического обновления отличается между носителем записи, имеющим идентификационную информацию носителя, записанную как идентификационная информация носителя первого использования, и другим носителем записи. Согласно этой характеристической структуре, навигационный блок может иметь преимущество, которое обеспечивает навигационный блок возможностью различать между носителем записи, к которому выполняется первый доступ к данным в одном навигационном блоке, и другими носителями записи, к которым выполняется доступ к данным после этого. Таким образом, является возможным делать, чтобы должная дата обновления картографических данных отличалась между первым носителем записи и другими носителями записи. Соответственно, например, период, в течение которого картографические данные могут обновляться в первом носителе записи, устанавливается как три года, и период, в течение которого картографические данные могут обновляться в других носителях записи, то есть в носителях записи, которые используются впоследствии, устанавливается как два года. Это является удобным для случая осмотра транспортного средства, в котором, в случае приобретения нового транспортного средства, первый период осмотра транспортного средства устанавливается на три года и последующий период осмотра транспортного средства устанавливается на два года, так как носитель записи для обновления картографических данных может выпускаться при каждом осмотре транспортного средства. В этом случае навигационный блок может назначать предопределенный период от времени считывания информации права обновления как должную дату картографического обновления для информации права обновления.
В потоке данных, в котором картографические данные обновления отправляются из внешнего блока в терминал с функцией связи, такой как персональный компьютер, посредством законного маршрута и записываются в носителе записи, и этот носитель записи вставляется в навигационный блок, и картографические данные обновления записываются в навигационный блок, имеется возможность, что картографические данные неожиданно перезапишут. Имеется также возможность, что эта перезапись выполняется со злоумышленным намерением. Чтобы решать такие проблемы, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, когда картографические данные обновляются, картографические данные обновления, отправляемые из внешнего блока, записываются в области данных носителя записи, и хеш значение, сгенерированное из картографических данных обновления, записывается как данные картографической защиты в носителе записи. В этой структуре, принимаются ли законные картографические данные или нет, может проверяться через верификацию хеш значений, и вышеописанные проблемы могут решаться.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематичная диаграмма, иллюстрирующая базовую структуру и потоки данных навигационной системы согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая функции навигационного блока, составляющего навигационную систему согласно настоящему изобретению;
Фиг. 3 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая функции носителя записи, составляющего навигационную систему согласно настоящему изобретению;
Фиг. 4 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая функции блока обновления, составляющего навигационную систему согласно настоящему изобретению;
Фиг. 5A по фиг. 5E - диаграммы структур данных информации права обновления, передаваемой из носителя записи в навигационную систему;
Фиг. 6 - диаграмма, схематично иллюстрирующая обмен данными между навигационным блоком и картой SD во время первого использования;
Фиг. 7 - диаграмма, схематично иллюстрирующая обмен данными между картой SD и блоком обновления во время обновления картографических данных; и
Фиг. 8 - диаграмма, схематично иллюстрирующая обмен данными между навигационным блоком и картой SD во время, другое, нежели первое использование.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже описан один вариант осуществления навигационной системы согласно настоящему изобретению с использованием чертежей. Навигационная система, проиллюстрированная на фиг. 1, является автомобильной навигационной системой и состоит из навигационного блока (ниже просто используется признак "навигационный блок") 1, установленного в автомобиле, носителя 4 записи, который является картой SD (более конкретно, картой памяти SD или картой памяти SDHC) в этом варианте осуществления, и блока 7 обновления, который является, в общем, персональным компьютером с функцией связи (ниже просто используется аббревиатура "персональный компьютер"). Картографические данные, используемые в навигационном блоке 1, записываются в карте 4 SD, и карта 4 SD вставляется в навигационный блок 1, когда используется автомобильная навигация. Картографические данные, записанные в карте 4 SD, являются обновляемыми. Обновление картографических данных выполняется так, что картографические данные для обновления или картографические разностные данные (ниже оба будут просто указываться как картографические данные, за исключением, когда различие между ними является особенно необходимым) загружаются в блок обновления (персональный компьютер) 7 посредством WAN, такой как сеть Интернет, из картографического центра, который управляет картографическими данными, и картографические данные в карте 4 SD перезаписываются наиболее последними данными посредством этого блока 7 обновления. Когда приобретается автомобиль, оснащенный навигационным блоком 1, или когда отдельно приобретается только навигационный блок 1, карта 4 SD, в которой записаны наиболее последние картографические данные, идет с этим навигационным блоком 1.
Как базовые потоки данных навигационной системы согласно настоящему изобретению, потоки данных будут описываться ниже с использованием фиг. 1 для случая, где карта 4 SD вставляется в первый раз в навигационный блок 1, установленный в транспортном средстве. Эта карта 4 SD включает в себя, в качестве областей памяти, перезаписываемую область данных и неперезаписываемую область управления, в которой записывается идентификационная информация носителя (здесь используется CID (регистр идентификации карты)). Картографические данные записываются в области данных. Дополнительно, информация права обновления, включающая в себя конечную должную дату обновления как информацию, относящуюся к праву обновления записанных картографических данных, и так далее, также записывается в область данных. Эта карта 4 SD имеет функцию парольной блокировки. Когда эта функция парольной блокировки является включенной, запись в эту карту 4 SD не разрешается до тех пор, пока туда не будет предоставлен предварительно определенный пароль.
В навигационном блоке 1 первоначально зарегистрированы как данные, относящиеся к защите, ID находящегося на транспортном средстве устройства, который является идентификационной информацией этого навигационного блока 1, пароль для снятия парольной блокировки карты 4 SD, которая идет с навигационным блоком, навигационный ключ шифрования, который является ключом шифрования для шифрования данных в этом навигационном блоке 1, и ключ дешифрования обновления для дешифрования зашифрованных данных в блоке 7 обновления. В блоке 7 обновления зарегистрированы ключ шифрования обновления, который является ключом шифрования для шифрования данных в этом блоке 7 обновления, и навигационный ключ дешифрования для дешифрования данных, зашифрованных в навигационном блоке 1, посредством активации предварительно определенной программы для построения блока обновления на компьютере как материнского блока для блока 7 обновления. Отношение между соответствующим ключом шифрования и ключом дешифрования здесь, по существу, является таким же, как отношение между секретным ключом и открытым ключом, которые являются публично известными, и данные, зашифрованные с помощью ключа шифрования, могут дешифроваться только с помощью соответствующего ключа дешифрования. Дополнительно, является практически невозможным создавать соответствующий ключ дешифрования из ключа шифрования и создавать соответствующий ключ шифрования из ключа дешифрования.
Блок 1 обновления также включает в себя функцию, чтобы генерировать данные картографической защиты, составленные из хеш значения, вычисленного из картографических данных для обновления, загруженных из центра, функцию, чтобы генерировать данные защиты обновления, включающие в себя идентификационную информацию носителя карты SD, которая является назначением передачи картографических данных, и хеш значение, вычисленное дополнительно из данных картографической защиты, и так далее, детали чего будут описываться позже.
Во-первых, когда карта 4 SD вставляется в навигационный блок 1, пароль для снятия блокировки отправляется из навигационного блока 1, тем самым позволяя навигационному блоку 1 обмениваться данными с картой 4 SD (#11). Далее, идентификационная информация носителя (#12) и информация права обновления (#13) отправляются из карты 4 SD в навигационный блок 1. Навигационный блок 1 записывает должную дату картографического обновления, созданную из принятой информации права обновления (#14), других данных, включенных в информацию права обновления, и дополнительно информации права обновления в память этого навигационного блока 1 (#15). При выполнении этого идентификационная информация носителя также записывается в память навигационного блока 1.
Когда информация права обновления отправляется из карты 4 SD в навигационный блок 1, информация права обновления, записанная в карте 4 SD, удаляется (#16). Дополнительно, функция парольной блокировки карты 4 SD снимается (#17), и после этого доступ к данным этой карты 4 SD разрешается без пароля, что улучшает удобство этой карты. Даже после того как доступ к данным без пароля разрешен, информация права обновления не будет извлекаться из этой карты 4 SD, так как информация права обновления уже удалена. Более того, общие данные, которые могут получаться навигационным блоком 1 и картой 4 SD, группируются как навигационные данные защиты (#18), зашифрованные с помощью навигационного ключа шифрования, и после этого отправляются в карту 4 SD (#19). Посланные навигационные данные защиты записываются в области данных карты 4 SD.
Далее будут описаны детали вышеописанной навигационной системы. Фиг. 2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая главные функции навигационного блока 1. Навигационный блок 1 базово составлен из автомобильной навигационной главной части 1A и контроллера 1B управления SD как контроллера управления носителем записи, подсоединенного к автомобильному навигационному главному блоку 1A.
Автомобильный навигационный главный блок 1A соединяется с различными автомобильными навигационными датчиками и устройствами ввода/вывода посредством интерфейса 11 I/O, аналогично общему автомобильному навигационному устройству. Автомобильные навигационные датчики включают в себя приемник 91 глобальной системы позиционирования (GPS), принимающий сигнал GPS от спутника GPS, датчик 92 направления, обнаруживающий направление перемещения транспортного средства или изменение в направлении перемещения, датчик 93 расстояния, обнаруживающий скорость транспортного средства и расстояние перемещения транспортного средства и так далее. Устройства ввода/вывода включают в себя громкоговоритель 94 и монитор 95 для обеспечения маршрутного руководства или подобного водителю, и дополнительно операционное устройство, такое как сенсорная (восприимчивая к касанию) панель 96.
В автомобильном навигационном главном блоке 1A главные функциональные блоки, построенные посредством аппаратного обеспечения, или программного обеспечения (программы), или посредством обоих, являются блоком 12 получения информации положения GPS, блоком 13 получения информации направления перемещения, блоком 14 обработки картографических данных, блоком 15 картографического сопоставления, блоком 16 вычисления расстояния перемещения и блоком обработки навигационной информации. Картографическая база данных, которая является целью поиска и извлечения картографических данных посредством блока 14 обработки картографических данных, является встроенной в карту 4 SD, вставляемую в навигационный блок 1.
Блок 12 получения информации положения GPS имеет функцию получать информацию положения транспортного средства, представляющую положение транспортного средства посредством позиционирования GPS. В блоке 12 получения информации положения GPS сигнал от спутника GPS, принятый в GPS приемнике 91, может анализироваться, чтобы получать текущее положение (координатные положения: широту и долготу) транспортного средства. Блок 13 получения информации направления перемещения имеет функцию получать информацию направления перемещения, представляющую направление перемещения транспортного средства, посредством величины изменения направления и расстояния перемещения транспортного средства. Для этой цели блок 13 получения информации направления перемещения подсоединяется к датчику 92 направления и датчику 93 расстояния. Датчик 93 расстояния предназначен для обнаружения скорости транспортного средства и расстояния перемещения транспортного средства, и на основе сигнала этого датчика вычисляется полное расстояние перемещения посредством блока 16 вычисления расстояния перемещения. Блок 15 картографического сопоставления имеет функцию получать картографические данные в окрестности положения транспортного средства из карты 4 SD и выполнять публично известное картографическое сопоставление на основе полученных картографических данных. Посредством этого картографического сопоставления, выполняется поиск самого короткого положения от текущего положения транспортного средства на дороге, показанной в картографической информации, с помощью информации положения транспортного средства, выведенной из блока 12 получения информации положения GPS, и/или информации направления перемещения, выведенной из блока 13 получения информации направления перемещения. Найденное положение является положением на дороге транспортного средства, и это положение на дороге транспортного средства отображается наложенным образом на карту дороги на мониторе 6. Блок 17 обработки навигационной информации создает навигационные функции, такие как отображение положения транспортного средства, поиск маршрута от места отправления в пункт назначения, маршрутное руководство к пункту назначения и поиск пункта назначения. Например, блок 17 обработки навигационной информации получает картографические данные из карты 4 SD на основе положения на дороге транспортного средства как положение транспортного средства, определенное посредством блока 15 картографического сопоставления, и отображает изображение карты на отображающем экране монитора 6, и отображает отметку положения транспортного средства, представляющую текущее положение и направление перемещения транспортного средства наложенным образом на изображении карты. Блок 17 обработки навигационной информации выполняет поиск маршрута от предварительно определенного места отправления к пункту назначения на основе картографических данных и дает маршрутное руководство водителю с использованием одного или обоих из монитора 95 и громкоговорителя 94 на основе найденного маршрута от места отправления к пункту назначения и положения транспортного средства. Сенсорная панель 96, функционирующая как операционное устройство, прикрепляется к монитору 95, но операционные переключатели и/или операционные кнопки, другие нежели сенсорная панель, могут добавляться как операционные устройства.
Главными функциональными блоками контроллера 1B управления SD, подсоединенного к автомобильному навигационному главному блоку 1A посредством их соответствующих интерфейсов 10, 20 связи, являются SD хост модуль 21, память 22 данных защиты, блок 23 обработки информации права обновления, блок 24 вычисления должной даты картографического обновления, блок 25 генерирования навигационных данных защиты и блок 26 обработки шифрования.
SD хост модуль 21 выполняет обмен данными с картой 4 SD. Память 22 защиты предназначена для записи информации, такой как ID находящегося на транспортном средстве устройства, которая является исходно присущей навигационному блоку 1, и данных, относящихся к защите, полученных из карты 4 SD, таких как идентификационная информация носителя (CID). Идентификационная информация носителя карты 4 SD, которая является первой целью доступа к данным навигационным блоком 1, записывается в память как идентификационная информация носителя первого использования. То есть, идентификационная информация носителя первого использования является идентификационной информацией носителя карты 4 SD, вставленной в первый раз в навигационный блок 1, который является неиспользованным. Блок 23 обработки информации права обновления генерирует информацию права обновления стороны навигационного блока посредством добавления должной даты картографического обновления, сгенерированной на основе информации права обновления, полученной из карты SD, и подобного, и берет необходимые данные из этой информации права обновления. Блок 24 вычисления должной даты картографического обновления вычисляет должную дату по отношению к обновлению картографических данных во вставленной карте 4 SD. Здесь, блок 24 вычисления должной даты картографического обновления сравнивает идентификационную информацию носителя первого использования с идентификационной информацией носителя карты 4 SD и устанавливает разные должные даты картографического обновления для карты 4 SD, имеющей идентификационную информацию носителя, записанную как идентификационная информация носителя первого использования, и для других карт 4 SD. Конкретно, должная дата обновления трех лет дается карте 4 SD, имеющей идентификационную информацию носителя, записанную как идентификационная информация носителя первого использования, и должная дата обновления двух лет дается другим картам 4 SD. Когда картографические данные, записанные в карте 4 SD, являются слишком старыми, это может вызывать различные проблемы, такие как трудность картографического обновления с использованием различий. Таким образом, когда должная дата картографического обновления установлена, блок 24 вычисления должной даты картографического обновления обращается к конечной должной дате обновления и не дает должную дату обновления карте 4 SD, которая прошла конечную должную дату обновления. Например, конечная должная дата обновления устанавливается со ссылкой на время записи картографических данных в карте 4 SD.
Блок 25 генерирования навигационных данных защиты генерирует навигационные данные защиты посредством комбинирования данных защиты для обнаружения карты 4 SD, в которой неавторизованное картографическое обновление выполняется с помощью блока 7 обновления. Навигационные данные защиты включают в себя, по меньшей мере, идентификационную информацию носителя (CID), считанную из области управления карты 4 SD, и информацию должной даты картографического обновления. Блок 26 обработки шифрования включает в себя навигационный ключ шифрования как ключ шифрования для шифрования данных здесь и ключ дешифрования обновления для дешифрования зашифрованных данных в блоке 7 обновления. Блок 27 вычисления хеша вычисляет хеш значение картографических данных вставленной карты 4 SD.
Как проиллюстрировано на фиг. 3, структура карты 4 SD является, по существу, такой же, как карты SD, которая является коммерчески доступной флэш-памятью с функцией защиты и способна обмениваться данными с блоком 7 обновления и навигационным блоком 1 посредством интерфейса 40 SD. Карта SD включает в себя, как базовые компоненты, CPU 41, память 42 управления, в которой записываются идентификационная информация носителя и подобное, и флэш-память 44, которая является областью данных, в которой данные могут записываться перезаписываемым образом посредством интерфейса 43 памяти. Дополнительно, карта SD также включает в себя блок 55 обработки парольной блокировки и блок 56 управления CID как функциональные блоки, выполняемые посредством программы или подобного, установленного для этой навигационной системы.
Блок 55 обработки парольной блокировки выполняет функцию парольной блокировки этой карты 4 SD. Эта парольная блокировка снимается после того, как выполняется проверка пароля, когда карта SD вставляется в первый раз в навигационный блок 1, и после этого доступ к данным разрешается без пароля. Блок 56 управления CID считывает идентификационную информацию носителя (в общем, код, называемый CID), записанную в память 42 управления, как запрошено, и отправляет считанную информацию запрашивающей стороне.
Как проиллюстрировано на фиг. 4, в персональном компьютере, выполненном с возможностью подсоединения к WAN (сети Интернет) посредством интерфейса WAN и также выполненном с возможностью обмена данными с картой SD посредством интерфейса 71 SD, функциональные блоки, требуемые в блоке 7 обновления, строятся посредством исполнения программы, которая выполняет функции, требуемые в этой навигационной системе. Функциональные блоки включают в себя блок 72 обработки картографических данных, блок 73 генерирования данных картографической защиты, блок 74 генерирования данных защиты обновления, блок 75 вычисления хеша и блок 76 обработки шифрования.
Блок 72 обработки картографических данных обрабатывает картографические данные для обновления (включая сюда атрибутные значения картографических данных, такие как версия картографических данных и дата создания карты), которые загружаются из центра, и обновляет картографические данные вставленной карты 4 SD. В общем, картографические данные для обновления загружаются как разностные данные, и, таким образом, только части данных, подлежащие обновлению в картографических данных, перезаписываются с использованием разностных данных. Картографические данные секционируются в множество картографических подданных для облегчения обработки. Чтобы позволять использование как идентификационного кода картографических данных, подлежащих передаче во вставленную карту 4 SD, блок 73 генерирования данных картографической защиты группирует хеш значения, полученные соответственно из картографических подданных посредством блока вычисления хеша, чтобы создавать данные картографической защиты. Блок 74 генерирования данных защиты обновления создает данные защиты обновления посредством группирования идентификационной информации носителя, считанной из навигационных данных защиты, записанных во вставленной карте SD, даты создания карты или даты создания картографических данных обновления из разностных данных, и хеш значения, вычисленного снова посредством блока хеш вычисления из данных картографической защиты, сгенерированных посредством блока 73 генерирования данных картографической защиты. Данные защиты обновления шифруются с помощью ключа шифрования обновления посредством блока 76 обработки шифрования, и отправляются в карту 4 SD. Блок 76 обработки шифрования также включает в себя навигационный ключ дешифрования для дешифрования данных, зашифрованных с помощью навигационного ключа шифрования в блоке 26 обработки шифрования навигационного блока 1. Соответственно, блок 7 обновления выполнен с возможностью считывания навигационных данных защиты, зашифрованных с помощью навигационного ключа шифрования, из карты 4 SD и дешифрования считанных навигационных данных защиты.
В навигационной системе, структурированной, как описано выше, когда картографические данные передаются между навигационным блоком 1 и картой 4 SD и блоком 7 обновления, осуществляется обмен различной информацией или данными с целью защиты. Фиг. 5A по фиг. 5E иллюстрируют общий вид структур данных таких данных и информации.
Структура информации права обновления, проиллюстрированная на фиг. 5A, отличается между тем, когда записана в карту 4 SD, и тем, когда передается после этого в навигационный блок 1 и записывается там. Конкретно, информация права обновления в карте 4 SD имеет версию картографических данных и конечную должную дату обновления. С другой стороны, в информацию права обновления в навигационном блоке 1 идентификационная информация носителя (CID) и должная дата картографического обновления, вычисленная в блоке 24 вычисления должной даты картографического обновления навигационного блока 1, дополнительно добавляются.
Навигационные данные защиты, проиллюстрированные на фиг. 5B, генерируются в навигационном блоке 1 и имеют идентификационную информацию носителя, ID находящегося на транспортном средстве устройства, расстояние перемещения, должную дату картографического обновления и версию картографических данных. Навигационные данные защиты шифруются с помощью навигационного ключа шифрования и передаются из навигационного блока 1 в карту 4 SD.
Картографические данные, проиллюстрированные на фиг. 5C, устанавливаются окончательно в блоке 7 обновления и имеют версию картографических данных и дату создания карты как атрибутные значения картографических данных вместе с множеством картографических подданных 1 и так далее, секционированных посредством номера секции карты.
Данные картографической защиты, проиллюстрированные на фиг. 5D, генерируются в блоке 7 обновления и включают в себя хеш значения картографических подданных, вычисленных соответственно для множества картографических подданных, секционированных посредством номера секции карты как хеш значение 1 картографических подданных, и так далее. Данные картографической защиты передаются из блока 7 обновления в карту 4 SD вместе с картографическими данными. Данные защиты обновления, проиллюстрированные на фиг. 5E, генерируются в блоке 7 обновления и включают в себя идентификационную информацию носителя, считанную из навигационных данных защиты, записанных в карте 4 SD, и хеш значения данных картографической защиты, которые являются хеш значениями второго уровня, полученными посредством дополнительного хеш-вычисления множества хеш значений картографических подданных, включенных в данные картографической защиты. Данные защиты обновления шифруются с помощью ключа шифрования обновления и передаются во вставленную карту 4 SD.
Далее будут описаны процедуры обмена данными в этой навигационной системе. Фиг. 6 является диаграммой, схематично иллюстрирующей обмен данными между навигационным блоком 1 и картой 4 SD, когда навигационный блок 1 устанавливается в автомобиле и карта 4 SD вставляется в первый раз.
Во-первых, навигационный блок 1 выполняет подтверждение блокировки по отношению к карте 4 SD (#30). При приеме информации блокировки, показывающей, что парольная блокировка функционирует, от карты 4 SD (#31), навигационный блок 1 отправляет пароль (#32). Когда пароль отправляется из навигационного блока 1, доступ к данным карты 4 SD разрешается (#33). Когда доступ к данным разрешается, навигационный блок 1 запрашивает идентификационную информацию носителя (CID), записанную в области управления, от карты 4 SD (#34). При приеме идентификационной информации носителя (CID) (#35) навигационный блок 1 записывает информацию временно в память 22 (#36). Дополнительно, навигационный блок 1 запрашивает информацию права обновления (RR) (#37), и при приеме информации права обновления (RR) (#38) блок 24 вычисления должной даты картографического обновления вычисляет должную дату картографического обновления на основе информации обновления (RR) (#39). В этом варианте осуществления, при условии, что информация права обновления (RR) записывается в карту 4 SD, блок 24 вычисления должной даты картографического обновления назначает предопределенный период от времени считывания этой информации права обновления (RR) как должную дату картографического обновления для этой информации права обновления (RR). Здесь, как описано выше, блок 24 вычисления должной даты картографического обновления дает разную должную дату картографического обновления в зависимости от того, является ли она картой 4 SD, которая является первой целью доступа к данным навигационным блоком 1, или нет. Конкретно, должная дата обновления трех лет дается карте 4 SD, которая является первой картой для этого навигационного блока, и должная дата обновления двух лет дается карте 4 SD, которая является второй или более поздней картой. В это время блок 24 вычисления должной даты картографического обновления проверяет конечную должную дату обновления, включенную в информацию права обновления (RR), и не дает должную дату обновления карте 4 SD, которая прошла конечную должную дату обновления. Далее, на основе данных, записанных в память 22, блок 23 обработки информации права обновления создает информацию права обновления (RR), имеющую структуру данных, проиллюстрированную на фиг. 5, и записывает созданную информацию в память 22 (#40). Когда повторное создание и запись информации права обновления (RR) завершаются, о завершении записи информации права обновления осуществляется уведомление в карту 4 SD (#41), и, соответственно, блок 52 управления информацией обновления удаляет информацию права обновления, записанную во флэш-памяти 44 (#42). Впоследствии блок 55 обработки парольной блокировки снимает функцию парольной блокировки (#43).
В навигационном блоке 1 блок 25 генерирования навигационных данных защиты группирует идентификационную информацию носителя (CID), считанную из памяти 42 управления как области управления вставленной карты 4 SD, ID находящегося на транспортном средстве устройства (NID), присущий этому навигационному блоку 1, расстояние перемещения (Км), полученное из автомобильного навигационного главного блока 1A, информацию картографического обновления (RT), вычисленную заранее, и версию картографической базы данных (MV), включенную в информацию права обновления (RR), чтобы тем самым создавать навигационные данные защиты (NS) (#44), и записывает созданные данные в память 22 (#45). Дополнительно, навигационные данные защиты (NS) шифруются с использованием навигационного ключа шифрования посредством блока 26 обработки шифрования (#46), отправляются в карту 4 SD (#47) и записываются во флэш-памяти 44 как область данных (#48).
Таким образом, начальная обработка навигационного блока 1 и карты 4 SD завершается. В течение автомобильной навигационной обработки контроллер 1B управления SD повторяет обработку доступа к карте 4 SD, считывая необходимые картографические данные из карты 4 SD и давая считанные данные автомобильному навигационному главному блоку 1A, как запрашивается автомобильным навигационным главным блоком 1A.
Далее, потоки обмена данными между картой SD и блоком обновления в течение обновления картографических данных будут описываться с использованием диаграммы из фиг. 7.
Во-первых, блок 7 обновления загружает картографические данные заранее (#61) и хранит загруженные данные в памяти как картографические данные для обновления (#62). В это время картографические данные до обновления существуют в блоке 7 обновления. Когда загруженные картографические данные являются разностными данными, разностные данные используются здесь, чтобы обновлять существующие картографические данные до наиболее последних данных. В этом состоянии, когда карта 4 SD как цель обновления вставляется в блок 7 обновления, блок 7 обновления запрашивает навигационные данные защиты, которые карта 4 SD приняла от навигационного блока 1 и записала (#63). Принятые навигационные данные защиты сохраняются временно в память (#64). Навигационные данные защиты дешифруются с использованием навигационного ключа дешифрования (#65). Идентификационная информация носителя (CID) берется из навигационных данных защиты, дешифрованных таким образом, и временно сохраняется в память блока 7 обновления (#66). Более того, должная дата картографического обновления берется из дешифрованных навигационных данных защиты (#67) и сравнивается с датой создания и временем сохраненных картографических данных для обновления так, чтобы проверять, прошли ли дата создания и время должную дату картографического обновления, или осуществляется проверка относительно должной даты картографического обновления в зависимости от других установленных условий (#68).
Когда проверка относительно должной даты картографического обновления проходит, картографические данные для обновления отправляются в карту 4 SD (#69). В блоке 7 обновления блок 75 вычисления хеша вычисляет хеш значение (MH) картографических данных (#70). Обычно картографические данные имеют большой объем данных и структурированы разделенным образом. Таким образом, хеш значения соответствующих картографических подданных вычисляются, и данные картографической защиты (MS) генерируются (#71). Дополнительно, хеш значения соответствующих картографических подданных, включенные в данные картографической защиты (MS), используются вместе, чтобы выполнять операцию хеширования, тем самым вычисляя интегрированное хеш значение (#72). Блок 74 генерирования данных защиты обновления генерирует данные защиты обновления (RS) посредством группирования интегрированного хеш значения, даты создания картографических данных и идентификационной информации носителя, взятой из дешифрованных навигационных данных защиты, и подобного (#73). Сгенерированные данные защиты обновления шифруются с помощью ключа шифрования обновления (#74). Зашифрованные данные защиты обновления отправляются в карту 4 SD вместе с ранее сгенерированными данными картографической защиты (#75, #76) и записываются во флэш-памяти 44 как область данных карты 4 SD (#77).
Далее, с использованием диаграммы из фиг. 8 будут описаны потоки обмена данными, когда карта 4 SD, в которой начальные картографические данные обновлены посредством блока обновления, используется в навигационном блоке 1.
Когда эта карта 4 SD вставляется впервые в навигационный блок 1, функция парольной блокировки снимается, и информация права обновления уже удалена. Когда карта 4 SD вставляется в навигационный блок 1, навигационный блок 1 запрашивает идентификационную информацию носителя (CID), записанную в память 42 управления как области управления, из карты 4 SD (#80), и получает идентификационную информацию носителя, записанную в память 42 управления в карте 4 SD (#81). Дополнительно, навигационный блок 1 запрашивает данные защиты обновления (RS), записанные в флэш-памяти 44 карты 4 SD (#82), и получает данные защиты обновления (#83). Данные защиты обновления (RS) дешифруются с использованием ключа дешифрования обновления (#84). Так как данные защиты обновления включают в себя идентификационную информацию носителя, соответствие между картой 4 SD и картографическими данными, обновленными в блоке 7 обновления, проверяется посредством сравнения этой идентификационной информации носителя с ранее полученной идентификационной информацией носителя (#85). Когда не имеется проблем в сопоставлении идентификационной информации носителя, дата создания карты (MD), включенная в данные защиты обновления, принятые в текущее время, сравнивается с должной датой картографического обновления, записанной в навигационном блоке 1, так, чтобы проверять соответствие между ними (#86). Когда не имеется проблем в этом сопоставлении, сама карта 4 SD может рассматриваться как действительная карта.
Далее, чтобы проверить действительность самих картографических данных (например, чтобы проверить, не являются ли картографические данные незаконно скопированными), записанных в карте 4 SD, сначала данные картографической защиты (RS) запрашиваются из карты 4 SD (#87), и данные картографической защиты принимаются (#88). Дополнительно, картографические данные запрашиваются (#89) и картографические данные принимаются (#90). Принятые картографические данные, практически хеш значения соответствующих картографических подданных, секционированных посредством предварительно определенного номера секции, вычисляются блоком 27 вычисления хеша (#91). Дополнительно, хеш вычисление группы хеш значений, полученных посредством этого вычисления, выполняется интегрально так, чтобы вычислять интегрированное хеш значение. Это интегрированное хеш значение и хеш значение, включенное в ранее принятые данные картографической защиты (интегрированное хеш значение, вычисленное посредством блока 7 обновления), сравниваются друг с другом (#92). Когда хеш значения соответствуют друг другу, гарантируется, что картографические данные, загруженные и созданные в блоке 7 обновления, соответствуют картографическим данным, записанным в карте 4 SD, вставленной в текущее время. Таким образом, распознается действительность карты 4 SD, включающей в себя картографические данные. Дополнительно, когда навигационные данные защиты включают в себя данные со значением, которое изменяется по мере того, как транспортное средство управляется, как, например, расстояние перемещения, блок 25 генерирования навигационных данных защиты генерирует навигационные данные защиты, включающие в себя наиболее последние данные (#93). Таким образом, начальная обработка завершается. Когда выполняется автомобильная навигационная обработка, контроллер 1B управления SD осуществляет доступ к карте 4 SD в ответ на запрос от автомобильного навигационного главного блока 1A, чтобы считывать необходимые картографические данные из карты 4 SD, и обработка, обеспечиваемая автомобильному навигационному главному блоку 1A, повторяется.
Посредством включения структуры, как описано выше, может достигаться обновление картографических данных с высокой защитой. Конкретно, являются возможными следующие модели.
(1) Когда имеется попытка полностью скопировать картографические данные в целом с новой карты 4 SD, функция парольной блокировки работает и доступ к данным разрешается только с назначенным навигационным блоком 1. Поэтому такое полное копирование картографических данных не является возможным. После того как парольная блокировка снимается, данные права обновления удаляются, и, таким образом, не является возможным незаконно получить право обновления картографических данных.
(2) После того как функция парольной блокировки снимается посредством вставки карты 4 SD в навигационный блок 1, когда имеется попытка использовать другую карту 4 SD, для которой вышеупомянутая карта 4 SD полностью скопирована в целом, незаконная копия может распознаваться из того, что идентификационная информация носителя навигационных данных защиты не соответствует идентификационной информации носителя (записанной в память управления), присущей карте SD, и использование незаконной копии может тем самым запрещаться.
(3) Когда карта 4 SD, в которой часть картографических данных модифицируется или незаконно копируется, вставляется, использование этой карты SD может запрещаться посредством вычисления хеш значения картографических данных, как описано выше, когда навигационный блок 1 активируется, и сравнения этого значения вычисления с хеш значением, включенным в навигационные данные защиты.
(4) Когда имеется попытка выполнить картографическое обновление карты 4 SD, для которой истек срок действия должной даты картографического обновления, посредством установки более ранней даты для блока обновления, должная дата картографического обновления, включенная в навигационные данные защиты, сравнивается с датой создания карты как атрибутным значением картографических данных для обновления, чтобы проверить соответствие между ними, и неавторизованная настройка тактовой синхронизации блока обновления может тем самым обнаруживаться. Перезапись должной даты картографического обновления навигационных данных защиты является невозможной, так как навигационные данные защиты шифруются с помощью навигационного ключа шифрования. Дополнительно, когда навигационные данные защиты другой карты 4 SD, для которой еще не истек срок действия должной даты картографического обновления, копируются в целом, даже если картографическое обновление достигнет успеха в блоке 7 обновления, идентификационная информация носителя навигационных данных защиты записывается в течение этого обновления, и, следовательно, это неавторизованное действие может обнаруживаться в навигационном блоке 1 посредством сравнения идентификационной информации носителя его данных защиты обновления с идентификационной информацией носителя, считанной из памяти 42 управления карты 4 SD.
(5) Когда программа для этой навигационной системы, установленной в блоке 7 обновления, взламывается, и функциональный блок, такой как вышеописанная проверка должной даты обновления, избегается посредством заплаты, такое неавторизованное действие может обнаруживаться посредством сравнения даты создания карты, включенной в данные защиты обновления, с должной датой картографического обновления посредством навигационного блока. Уязвимости системы шифрования в этой навигационной системе вследствие взлома программы, установленной в блоке 7 обновления, можно избежать посредством применения двух разных систем ключа шифрования, так что коды, зашифрованные с помощью навигационного ключа шифрования навигационного блока 1, могут дешифроваться только с помощью навигационного ключа дешифрования блока 7 обновления, и коды, зашифрованные с помощью ключа шифрования обновления блока 7 обновления, могут дешифроваться только с помощью ключа дешифрования обновления навигационного блока 1.
ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(1) В вышеописанном варианте осуществления функция парольной блокировки применяется для предотвращения доступа к данным карты SD (один тип носителя записи) 4 до того, как карта 4 SD используется в навигационном блоке 1. Однако является возможным применять другую функцию блокировки, в частности функцию блокировки, подходящую для носителя записи, подлежащего использованию. Хотя функция парольной блокировки снимается после того, как информация права обновления удаляется из области данных, снятие функции парольной блокировки до удаления не исключается из объема настоящего изобретения. Дополнительно, навигационная система, в которой функция парольной блокировки удалена, также находится в объеме настоящего изобретения.
(2) Когда может допускаться некоторая степень уязвимости, система, в которой информация права обновления, считанная из области данных карты SD (один тип носителя записи) 4, не записывается в память навигационного блока, также является возможной в пределах объема настоящего изобретения.
(3) Является также возможным в объеме настоящего изобретения пропускать запись идентификационной информации носителя из носителя записи, который является первой целью доступа к данным для навигационного блока, как идентификационной информации носителя первого использования в память навигационного блока. Дополнительно, в зависимости от области применения, не всегда является необходимым, чтобы носитель записи, имеющий идентификационную информацию носителя, записанную как идентификационная информация носителя первого использования, имел отличную должную дату картографического обновления от тех других носителей записи.
(4) В вышеописанном примере навигационный блок назначает предопределенный период от времени считывания информации права обновления как должную дату картографического обновления по отношению к этой информации права обновления. Однако время, иное, чем время считывания информации права обновления, может также применяться как время в качестве начальной точки должной даты картографического обновления. В качестве этого времени, например, имеется время вставки носителя записи в навигационный блок, время, когда расстояние перемещения транспортного средства превосходит предварительно определенное расстояние, время, когда носитель записи, в котором картографические данные записываются, производится, или время перевозки.
(5) Посредством использования хеш значений для обнаружения неожиданных изменений картографических данных нагрузка вычисления может уменьшаться более, чем посредством предотвращения вмешательства, такого как шифрование. Однако для дополнительного уменьшения нагрузки вычисления в навигационном блоке 1 и блоке 7 обновления является также возможным пропускать это вмешивающееся предотвращение с использованием хеш значений.
(6) Как один вариант осуществления, наиболее подходящий для усиления защиты, две разные системы ключа шифрования применяются между навигационным блоком 1 и блоком 7 обновления. Однако настоящее изобретение не ограничено этим. Применение системы шифрования с одиночным общим ключом также включается в настоящее изобретение.
(7) В вышеописанном варианте осуществления картографические данные составлены из множества подданных, и данные обработки картографической защиты, используемые для данных защиты обновления, являются хеш значениями, вычисляемыми дополнительно из множества хеш значений, сгенерированных из соответствующих подданных. Однако без выполнения такого двухуровневого хеш вычисления, одноуровневые хеш-вычисленные данные, то есть данные картографической защиты, могут использоваться как они есть.
(8) Хотя дата создания карты применяется как однозначное атрибутное значение картографических данных для обновления, включенное в данные защиты обновления, может применяться другое однозначное атрибутное значение, такое как код предыстории создания карты.
(9) Возможность системы CPU, включенной в карту SD (один тип носителя записи) 4, увеличивается каждый год, и, таким образом, является возможным в пределах объема настоящего изобретения строить на стороне карты SD функцию управления информацией обновления, функцию хеш вычисления, функцию шифрования, и так далее, которые встроены в навигационный блок 1 и блок 7 обновления в вышеописанной навигационной системе.
Навигационная система настоящего изобретения может применяться не только к автомобильной навигационной системе, установленной в транспортном средстве, но также к различным навигационным системам, таким как портативная навигационная система, в которой обновляемые картографические данные записываются в подсоединяемый/отсоединяемый носитель записи и используются.