JP2016046649A - 認証システム、送信機、及び受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】認証のために送信機から受信機に送信する情報量を抑えながらも、高いセキュリティ性を確保することを可能にする。【解決手段】共通暗号鍵方式を用いた認証のために携帯機１からＢＣＭ２に送信する情報は、合わせたビット数が暗号鍵のビット数よりも少ない平文と断片暗号文とにする。ＢＣＭ２では、携帯機１から受信した平文を、携帯機１と同様にして暗号鍵のビット数となるように拡張してから、携帯機１と共通の暗号鍵及び暗号アルゴリズムによって暗号化する。そして、得られた暗号文から、携帯機１で暗号文から断片暗号文を抽出したのと同じ箇所の断片暗号文を抽出し、抽出した断片暗号文と携帯機１から受信した断片暗号文とが一致するか否かによって認証を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、送信機と受信機との間で認証を行う認証システム、並びにその認証システムに含まれる送信機及び受信機に関するものである。

従来、送信機と受信機との間で認証を行う認証システムとして、ユーザに携帯される携帯機と車載装置との間での無線通信によって認証を行って車両ドアを施解錠するキーレスエントリーシステムなどが知られている。

このような認証システムでは、セキュリティ性を維持するために共通鍵暗号方式が採用されている。共通化暗号方式が採用された認証システムでは、送信機は、平文を暗号鍵で暗号化した暗号文を送信し、暗号文を受信した受信機は、送信機と共通の暗号鍵で暗号文を復号化し、復号された平文が正しいか否かの認証を行う。

また、認証システムのセキュリティ性を向上させるために、認証に用いる平文として、値が毎回変化するローリングコードを用いる技術が知られている。例えば、特許文献１には、自動車ドアロック制御用送信装置のキー操作部の操作回数をローリングコードとして用いる技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、キー操作部の操作回数としてのローリングコードを暗号化して自動車側に送信する。そして、自動車側の受信装置では、受信して復号化したローリングコードの値が前回値よりも増えていることをもって正常な受信が行われたものと判定する。

近年では、認証システムのセキュリティ性をさらに向上させるために、ローリングコードを暗号化する暗号アルゴリズムを複雑化したり、暗号鍵の長さも３２ビットから６４ビット、１２８ビットと長くしたりすることが求められている。

特開２００１−０２７０６３号公報

しかしながら、従来、単方向の通信を用いるキーレスエントリーシステムなどの認証システムでは、送信機から送信される暗号化されたローリングコード（つまり、暗号文）を受信機側で復号化できるようにするために、暗号鍵と同じビット数の暗号文を送信する必要があった。そのため、認証システムのセキュリティ性を向上させるために暗号鍵のビット数を増やすと、送信機と受信機との間で送受信する暗号文のビット数も増えてしまっていた。送信機と受信機との間で送受信する暗号文のビット数が増加すると、送信機と受信機との間で送受信する情報量が増加し、通信レスポンスが低下したり、受信エラーが発生し易くなったりする問題点が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、認証のために送信機から受信機に送信する情報量を抑えながらも、高いセキュリティ性を確保することを可能にする認証システム、送信機、及び受信機を提供することにある。

本発明の認証システムは、送信機（１）と受信機（２）とを含み、共通の暗号鍵を用いて認証を行う認証システムであって、送信機は、受信機と共通の拡張アルゴリズムによって、暗号鍵のビット数である暗号鍵ビット数よりもビット数の少ない拡張前平文を、暗号鍵ビット数の拡張後平文に拡張する送信側拡張部（１１４）と、受信機と共通の暗号アルゴリズムに従って、送信側拡張部で拡張した拡張後平文を、受信機と共通の暗号鍵によって暗号鍵ビット数の暗号文に暗号化する送信側暗号化部（１１５）と、送信側暗号化部で暗号化された暗号文をもとに、暗号鍵ビット数から拡張前平文のビット数を差し引いたビット数よりもビット数が少ない断片部分を抽出する送信側抽出部（１１７）と、送信側抽出部で抽出した暗号文の断片部分と、拡張前平文とを送信する送信部（１３）とを備え、受信機は、送信機から送信された暗号文の断片部分及び拡張前平文を受信する受信部（２２）と、受信部で受信した拡張前平文を、送信機と共通の拡張アルゴリズムによって、暗号鍵ビット数の拡張後平文に拡張する受信側拡張部（２３２）と、送信機と共通の暗号アルゴリズムに従って、受信側拡張部で拡張した拡張後平文を、送信機と共通の暗号鍵によって暗号鍵ビット数の暗号文に暗号化する受信側暗号化部（２３３）と、受信側暗号化部で暗号化された暗号文から、送信側抽出部で断片部分を抽出するのと同じ箇所の断片部分を抽出する受信側抽出部（２３５）と、受信部で受信した暗号文の断片部分と、受信側抽出部で抽出した暗号文の断片部分とが一致するか否かによって、認証を行う認証部（２３６）とを備えることを特徴としている。

これによれば、認証のために送信機から受信機に送信する情報は、拡張前平文と、送信側抽出部で暗号文から抽出した暗号文の断片部分とになる。拡張前平文は暗号鍵ビット数よりもビット数が少なく、暗号文の断片部分は暗号鍵ビット数から拡張前平文のビット数を差し引いたビット数よりもビット数が少ないので、拡張前平文と暗号文の断片部分とのビット数を合わせても、暗号鍵ビット数よりもビット数が少なくなる。よって、認証のために送信機から受信機に送信する情報量を抑えることができる。

受信機では、送信機から送信された拡張前平文から受信側拡張部で拡張した拡張後平文を、送信機と共通の暗号アルゴリズムに従って、送信機と共通の暗号鍵によって暗号鍵ビット数の暗号文に暗号化する。よって、送信されたのが正規の拡張前平文であれば、送信側暗号化部で暗号化した暗号文と同じ暗号文が得られる。続いて、この暗号文から、送信側抽出部で断片部分を抽出するのと同じ箇所の断片部分を受信側抽出部で抽出するので、送信されたのが正規の拡張前平文であれば、送信側抽出部で抽出された暗号文の断片部分と同じ断片部分が得られる。そして、受信部で受信した暗号文の断片部分と、受信側抽出部で抽出した暗号文の断片部分とが一致するか否かによって、認証部で認証を行う。送信機から送信された拡張前平文と暗号文の断片部分とのいずれも正規のものであれば、受信部で受信した暗号文の断片部分と、受信側抽出部で抽出した暗号文の断片部分とが一致する。よって、暗号文の全てでなく、暗号文の断片部分しか送信機から受信機に送信しなくても、認証を行うことができる。

また、拡張前平文と暗号文の断片部分との対を傍受した場合でも、暗号文の全ては得られないため暗号鍵を解析することはできない。よって、拡張前平文と暗号文の断片部分との対が傍受された場合でも暗号鍵の秘匿性は確保される。その結果、送信機から受信機に送信する情報量を抑えながらも、高いセキュリティ性を確保することが可能になる。

本発明の送信機及び受信機は、前述の認証システムに用いられるものであるので、前述の認証システムと同様に、認証のために送信機から受信機に送信する情報量を抑えながらも、高いセキュリティ性を確保することが可能になる。

電子キーシステム１００の概略的な構成の一例を示す図である。 携帯機１の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯機１の制御ＩＣ１１の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯機１でのキーレスエントリー関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ＢＣＭ２の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ＢＣＭ２の主制御部２３の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 ＢＣＭ２でのキーレスエントリー関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 電子キーシステム１００でのキーレスエントリー関連処理の概要を模式的に示す模式図である。

（実施形態１）
＜電子キーシステム１００の概略構成＞
図１は、本発明が適用された電子キーシステム１００の概略的な構成の一例を示す図である。電子キーシステム１００は、図１に示すように、本発明に係る電子キーシステム１００は、図１に示すように、ユーザに携帯される携帯機１、及び車両ＨＶに搭載されるボディコントロールモジュール（以下、ＢＣＭ）２を含んでいる。携帯機１が請求項の送信機に相当し、ＢＣＭ２が請求項の車載装置及び受信機に相当し、電子キーシステム１００が請求項の認証システムに相当する。

電子キーシステム１００は、いわゆるスマート機能を有している。スマート機能は、携帯機１とＢＣＭ２との間で無線通信によって認証を行い、認証が成立した場合に、車両のドアの施解錠制御や始動許可を行う機能を指している。また、電子キーシステム１００は、携帯機１が有するスイッチの操作に応じて車両ドアのロックやアンロック等の制御を実行するいわゆるリモートキーレスエントリー機能も有している。

電子キーシステム１００は、携帯機１とＢＣＭ２との間で共通の秘密鍵（以下、暗号鍵）及び共通の暗号アルゴリズムを用いて通信の秘匿性を確保する共通鍵暗号方式を採用しているものとして以降の説明を行う。また、本実施形態では、暗号化アルゴリズムとしてＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）方式を用いる場合を例に挙げて以降の説明を行う。

＜携帯機１の詳細構成＞
次に、図２を用いて携帯機１についての説明を行う。図２に示すように、携帯機１は、制御ＩＣ１１、ＬＦ受信部１２、ＵＨＦ送信部１３、プッシュスイッチ１４、及びプッシュスイッチ１５を備えている。

ＬＦ受信部１２は、ＬＦアンテナを介して、ＬＦ帯（例えば３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の電波にて車両ＨＶ側から送信されてくる信号を受信する。一例として、ＬＦ帯の電波は１２５ｋＨｚ帯の電波とする。

また、ＬＦ受信部１２は制御ＩＣ１１に接続されており、受信した信号を制御ＩＣ１１に出力する。ＵＨＦ送信部１３は、制御ＩＣ１１から出力された信号をＵＨＦ帯（例えば３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の電波にのせてＵＨＦアンテナから送出させる。一例として、ＵＨＦ帯の電波は３１５ＭＨｚ帯の電波とする。

プッシュスイッチ１４及び１５は、主にリモートキーレスエントリー機能を利用するためのスイッチである。プッシュスイッチ１４がワンプッシュ操作されると、車両ドアの施錠が行われる一方、プッシュスイッチ１５がワンプッシュ操作されると、車両ドアの解錠が行われるようになっている。プッシュスイッチ１４及び１５が請求項の操作入力部に相当する。

制御ＩＣ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ等よりなるマイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。例えば、制御ＩＣ１１は、前述のスマート機能やリモートキーレスエントリー機能に関する処理を実行する。本実施形態では、リモートキーレスエントリー機能に関する処理（以下、キーレスエントリー関連処理）について説明を行う。

制御ＩＣ１１は、キーレスエントリー関連処理に関わる機能ブロックとして、図３に示すように、操作検出部１１１、携帯側送信処理部１１２、乱数発生部１１３、携帯側拡張部１１４、携帯側暗号化部１１５、携帯側暗号鍵格納部１１６、及び携帯側抽出部１１７を備えている。

＜携帯機１でのキーレスエントリー関連処理＞
続いて、図４のフローチャートを用いて、携帯機１でのキーレスエントリー関連処理の一例について説明を行う。前述したように、本実施形態では、暗号化アルゴリズムとしてＡＥＳ方式を用いた場合を例に挙げて説明を行うものとし、携帯機１とＢＣＭ２とで共通の暗号鍵として、１２８ビット（ｂｉｔ）の暗号鍵を用いるものとする。図４のフローチャートは、プッシュスイッチ１４及び１５のいずれかが操作されたことを操作検出部１１１で検出したときに開始する。

まず、ステップＳ１では、乱数発生部１１３が、３２ビットのランダムなコードを生成する。この３２ビットのランダムなコードを以下では平文と呼ぶ。なお、この３２ビットのランダムなコードが請求項の拡張前平文に相当する。

ステップＳ２では、携帯側拡張部１１４が、Ｓ１で生成した３２ビットの平文を、暗号鍵と同じ１２８ビットとなるように拡張する。具体例としては、Ｓ１で生成した３２ビットの平文を４倍することで、暗号鍵と同じ１２８ビットとなるように拡張する。Ｓ１で生成した３２ビットの平文を４倍したコードを、以下ではローリングコードと呼ぶ。このローリングコードが請求項の拡張後平文に相当し、携帯側拡張部１１４が請求項の送信側拡張部に相当する。

ステップＳ３では、携帯側暗号化部１１５が、携帯側暗号鍵格納部１１６に格納されている１２８ビットの暗号鍵を読み出し、Ｓ２で拡張した１２８ビットのローリングコードを、その暗号鍵を用い、ＡＥＳ方式の暗号アルゴリズムに従って暗号化する。Ｓ３の暗号化によって、１２８ビットの暗号文が得られる。この携帯側暗号化部１１５が請求項の送信側暗号化部に相当する。

ステップＳ４では、携帯側抽出部１１７が、Ｓ３で暗号化された１２８ビットの暗号文から、所定の箇所の３２ビットの断片部分（以下、断片暗号文）を抽出する。暗号文のどの箇所から断片部分を抽出するのかは、制御ＩＣ１１に予めプログラムされている。なお、携帯側抽出部１１７が、請求項の送信側抽出部に相当し、断片暗号文が請求項の暗号文の断片部分に相当する。

ステップＳ５では、プッシュスイッチ１４及び１５のいずれが操作されたかを示す操作情報と、Ｓ１で生成した３２ビットの平文と、Ｓ４で抽出した３２ビットの断片暗号文とを、携帯側送信処理部１１２がＵＨＦ送信部１３から送信させ、携帯機１でのキーレスエントリー関連処理を終了する。プッシュスイッチ１４及び１５のいずれが操作されたかを示す操作情報は、操作検出部１１１から得ればよい。また、ＵＨＦ送信部１３が請求項の送信部に相当する。

＜ＢＣＭ２の詳細構成＞
次に、図５を用いて、ＢＣＭ２の概略的な構成の一例について説明を行う。図５に示すように、ＢＣＭ２は、ＬＦ送信部２１、ＵＨＦ受信部２２、及び主制御部２３を備えており、ドア施解錠部３が接続されている。

ドア施解錠部３は、サイドドアやトランクドアといった車両ドアの施解錠を行うためのアクチュエータを駆動させることにより、車両ドアの施解錠を行う。

ＬＦ送信部２１は、主制御部２３から入力される信号をＬＦ帯の電波にのせてＬＦアンテナから送出させる。ＬＦアンテナは、例えばサイドドア近傍やトランク内などに複数配置される構成とすればよい。

ＵＨＦ受信部２２は、ＵＨＦアンテナを介して、ＵＨＦ帯の電波にて携帯機１から送信されてくる信号を受信する。ＵＨＦ受信部２２は、主制御部２３に接続されており、受信した信号を主制御部２３に出力する。

主制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。例えば、主制御部２３は、前述のスマート機能やリモートキーレスエントリー機能に関する処理を実行する。本実施形態では、リモートキーレスエントリー機能に関する処理（つまり、キーレスエントリー関連処理）について説明を行う。

主制御部２３は、キーレスエントリー関連処理に関わる機能ブロックとして、図６に示すように、車側受信処理部２３１、車側拡張部２３２、車側暗号化部２３３、車側暗号鍵格納部２３４、車側抽出部２３５、認証部２３６、及び施解錠指示部２３７を備えている。なお、主制御部２３が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

＜ＢＣＭ２でのキーレスエントリー関連処理＞
続いて、図７のフローチャートを用いて、ＢＣＭ２でのキーレスエントリー関連処理の一例について説明を行う。前述したように、本実施形態では、暗号化アルゴリズムとしてＡＥＳ方式を用いた場合を例に挙げて説明を行うものとし、携帯機１とＢＣＭ２とで共通の暗号鍵として、１２８ビットの暗号鍵を用いるものとする。

図７のフローチャートは、携帯機１からＵＨＦ帯の電波にて送信された前述の操作情報、平文、及び断片暗号文をＵＨＦ受信部２２で受信したときに開始する。このＵＨＦ受信部２２が請求項の受信部に相当する。

まず、ステップＳ２１では、車側受信処理部２３１が、ＵＨＦ受信部２２から出力された前述の操作情報、平文、及び断片暗号文を受信する。なお、平文、及び断片暗号文のビットは、前述したように３２ビットである。

ステップＳ２２では、車側拡張部２３２が、Ｓ２１で受信した３２ビットの平文を、Ｓ２と同様にして、暗号鍵と同じ１２８ビットとなるように拡張する。つまり、Ｓ２１で受信した３２ビットの平文を４倍することで、暗号鍵と同じ１２８ビットとなるように拡張し、前述のローリングコードを得る。車側拡張部２３２が請求項の受信側拡張部に相当し、携帯機１とＢＣＭ２とで共通の、３２ビットの平文を４倍して暗号鍵のビット数と同じ１２８ビットにする処理が、請求項の拡張アルゴリズムに相当する。

ステップＳ２３では、車側暗号化部２３３が、車側暗号鍵格納部２３４に格納されている１２８ビットの暗号鍵を読み出し、Ｓ２２で拡張した１２８ビットのローリングコードを、その暗号鍵を用い、ＡＥＳ方式の暗号アルゴリズムに従って暗号化する。車側暗号鍵格納部２３４に格納されている暗号鍵は、携帯側暗号鍵格納部１１６に格納されている暗号鍵と共通であり、暗号アルゴリズムも携帯機１とＢＣＭ２とで共通である。このＳ２３の暗号化によって、前述のＳ３での暗号化で得られたのと同じ１２８ビットの暗号文が得られる。この車側暗号化部２３３が請求項の受信側暗号化部に相当する。

ステップＳ２４では、車側抽出部２３５が、Ｓ２３で暗号化された１２８ビットの暗号文から、前述のＳ４と同じ箇所の３２ビットの断片部分（つまり、断片暗号文）を抽出する。暗号文のどの箇所から断片部分を抽出するのかは、主制御部２３に予めプログラムされている。

電子キーシステム１００では、携帯側抽出部１１７と車側抽出部２３５とで、暗号文から断片部分を抽出する箇所として同じ箇所が選択されるように、制御ＩＣ１１と主制御部２３とがプログラムされている。よって、携帯機１とＢＣＭ２とで暗号文の同じ箇所の断片部分を抽出する処理が、請求項の抽出アルゴリズムに相当する。また、車側抽出部２３５が、請求項の送信側抽出部に相当する。

ステップＳ２５では、認証部２３６が、Ｓ２１で受信した３２ビットの断片暗号文と、Ｓ２４で抽出した３２ビットの断片暗号文とを比較する。携帯機１とＢＣＭ２とで暗号鍵及び暗号アルゴリズムが共通であって、ＢＣＭ２で受信した３２ビットの平文が正規の携帯機１から送信したものであれば、この３２ビットの平文を拡張した１２８ビットのローリングコードを暗号化した暗号文から抽出する断片暗号文は、正規の携帯機１から受信する断片暗号文と一致する。

そして、ステップＳ２６では、Ｓ２１で受信した３２ビットの断片暗号文と、Ｓ２４で抽出した３２ビットの断片暗号文とが一致する場合（Ｓ２６でＹＥＳ）には、ステップＳ２７に移る。一方、一致しない場合（Ｓ２６でＮＯ）には、ステップＳ２９に移る。

ステップＳ２７では、認証部２３６が認証成立とし、ステップＳ２８に移る。ステップＳ２８では、施解錠指示部２３７が、Ｓ２１で受信した操作情報に応じて、ドア施解錠部３に車両ドアの施解錠を行うように指示を行って、車両ドアの施解錠を行う。例えば、プッシュスイッチ１４が操作されたことを示す操作情報であった場合には、車両ドアの施錠を行うようにドア施解錠部３に指示を行って自動で車両ドアの施錠を行う。一方、プッシュスイッチ１５が操作されたことを示す操作情報であった場合には、車両ドアの解錠を行うようにドア施解錠部３に指示を行って自動で車両ドアの解錠を行う。

また、ステップＳ２９では、認証部２３６が認証不成立とし、ＢＣＭ２でのキーレスエントリー関連処理を終了する。

＜電子キーシステム１００でのキーレスエントリー関連処理のまとめ＞
ここで、図８を用いて、電子キーシステム１００でのキーレスエントリー関連処理の概要を示す。図８に示すように、携帯機１では、３２ビットの平文を４倍した１２８ビットのローリングコードを、１２８ビットの暗号鍵を用い、暗号アルゴリズムに従って暗号化する。そして、暗号化した暗号文の所定の箇所の３２ビットの断片部分を抽出し、３２ビットの平文と３２ビットの断片暗号文とを無線通信によってＢＣＭ２へ送信する。

ＢＣＭ２では、携帯機１から受信した３２ビットの平文を４倍した１２８ビットのローリングコードを、携帯機１と共通の１２８ビットの暗号鍵を用い、携帯機１と共通の暗号アルゴリズムに従って暗号化する。続いて、暗号化した１２８ビットの暗号文から、携帯機１で３２ビットの断片暗号文を抽出したのと同じ箇所の３２ビットの断片暗号文を抽出する。そして、抽出した３２ビットの断片暗号文と携帯機１から受信した３２ビットの断片暗号文とが一致する場合には認証成立とし、一致しない場合には認証不成立とする。

＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、値が毎回変化するローリングコードを認証に用いたり、１２８ビットといった比較的長い暗号鍵を用いたりするので、セキュリティ性を向上させることができる。

また、共通鍵暗号方式を用いた認証のために携帯機１からＢＣＭ２に送信する情報は、３２ビットの平文と３２ビットの断片暗号文となるので、携帯機１からＢＣＭ２に送信する情報のビット数を、暗号鍵のビット数である１２８ビットよりも大幅に少ない６４ビットに抑えることができる。よって、送信側から送信される暗号文を受信側で復号化できるようにするために暗号鍵と同じビット数の暗号文を送信する必要があった従来までの構成に比べ、認証のために送信する情報量を抑えることができる。

さらに、実施形態１の構成によれば、平文と断片暗号文との対を悪意の第三者が傍受した場合でも、暗号文の全ては得られないため暗号鍵を解析することはできない。よって、平文と断片暗号文との対を傍受された場合でも暗号鍵の秘匿性は確保される。従って、携帯機１からＢＣＭ２に送信する情報量を抑えながらも、高いセキュリティ性を確保することが可能になる。

他にも、特許文献１に開示の技術であれば、ローリングコードを送信する機器の操作回数をローリングコードとして用いるため、ローリングコードを送信する機器のメモリに操作回数を記憶しておく必要がある。これに対して、実施形態１の構成によれば、乱数発生部１１３で生成したランダムなコードを暗号鍵と同じビット数となるように拡張したものを認証のためのローリングコードとすることができるので、携帯機１の操作回数を携帯機１のメモリに記憶しておく必要がない。暗号鍵が長くなる分だけ暗号鍵を記憶しておく携帯機１のメモリ領域を確保する必要があるが、以上の構成によれば、携帯機１のメモリ領域を確保しやすくなる。

（変形例１）
実施形態１では、電子キーシステム１００において、携帯側抽出部１１７と車側抽出部２３５とで、暗号文から断片部分を抽出する箇所として同じ箇所が選択されるように、制御ＩＣ１１と主制御部２３とがプログラムされている構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、３２ビットの平文に、携帯側抽出部１１７及び車側抽出部２３５で１２８ビットの暗号文から３２ビットの断片暗号文を抽出する箇所を示す情報（以下、抽出箇所情報）を含ませることで、携帯側抽出部１１７と車側抽出部２３５とで、この抽出箇所情報をもとに暗号文から同じ箇所の断片部分を抽出する構成（以下、変形例１）としてもよい。

変形例１の構成を採用する場合には、例えば、乱数発生部１１３で生成したランダムなコードのうちの所定箇所の数ビット分のコードを、抽出箇所情報として扱うなどする構成とすればよい。一例として、乱数発生部１１３で０と１との２値で表されるランダムなコードを生成し、生成したコードの特定領域の配列が「００００」の場合は、暗号文の１ビット目から３２ビット分を抽出し、「０１００」の場合は暗号文の８ビット目から３２ビット分を抽出するなど、特定領域の配列に応じて抽出箇所を特定すればよい。

変形例１の構成を採用した場合にも、携帯機１の操作回数を携帯機１のメモリに記憶しておく必要がないため、実施形態１の構成と同様に、携帯機１のメモリ領域を確保しやすくなる。

（変形例２）
また、実施形態１では、リモートキーレスエントリー機能に関する処理における認証に本発明を適用する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、スマート機能に関する処理における認証に本発明を適用する構成（以下、変形例２）としてもよい。

ここで、変形例２の一例について以下で説明を行う。まず、ＢＣＭ２のＬＦ送信部２１が、携帯機１の起動を要求するＷＡＫＥ要求を定期的に送信する。携帯機１は、ＬＦ送信部２１からのＷＡＫＥ要求を受信可能な無線通信エリア内に入った場合、そのＷＡＫＥ要求をＬＦ受信部１２で受信する。

携帯機１のＬＦ受信部１２がＢＣＭ２からのＷＡＫＥ要求を受信すると、スリープ状態であった携帯機１がアクティブ状態となり、制御ＩＣ１１が、ＷＡＫＥ要求に対するレスポンス信号としてのＷＡＫＥ応答をＵＨＦ送信部１３から送信させる。変形例２では、例えばこのＷＡＫＥ応答において、前述のＳ１〜Ｓ４の処理で得た３２ビットの平文と３２ビットの断片暗号文をＢＣＭ２へ送信すればよい。

３２ビットの平文と３２ビットの断片暗号文とを受信したＢＣＭ２では、Ｓ２１〜Ｓ２６の処理を行って、認証成立であれば解錠の準備状態に移行し、認証不成立であれば解錠を禁止する。そして、解錠の準備状態において、車両ＨＶの運転席ドアのアウタードアハンドルにユーザが触れたことを検知すると、主制御部２３がドア施解錠部３に指示を行って、自動で車両ドアの解錠を行う。なお、車両ドアの解錠の他にも、認証成立であった場合に車両ＨＶの始動を許可するなどしてもよい。

（変形例３）
実施形態１では、乱数発生部１１３で生成したランダムなコードを暗号鍵と同じビット数となるように拡張したものを認証のためのローリングコードとする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、携帯機１の操作回数をローリングコードとして用いる構成としてもよい。

（変形例４）
前述の実施形態では、電子キーシステム１００がリモートキーレスエントリー機能とスマート機能とを有する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、電子キーシステム１００がリモートキーレスエントリー機能とスマート機能とのうちのリモートキーレスエントリー機能のみを有する構成であってもよい。

（変形例５）
前述の実施形態では、暗号アルゴリズムとしてＡＥＳ方式を用いる場合を例に挙げたが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＡＥＳ方式以外の共通鍵暗号方式の暗号アルゴリズムを用いる構成としてもよい。

（変形例６）
前述の実施形態では、暗号鍵を１２８ビットとする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、１９２ビットや２５６ビットなど、他のビット数とする構成としてもよい。

（変形例７）
前述の実施形態では、携帯機１からＢＣＭ２に送信する平文を３２ビット、断片暗号文を３２ビットとする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。携帯機１からＢＣＭ２に送信する平文と断片暗号文とを合わせたビット数が、携帯機１とＢＣＭ２とで共通の暗号鍵のビット数よりも少ない条件を満たしていれば、他のビット数とする構成としてもよい。

（変形例８）
前述の実施形態では、ユーザに携帯される携帯機１と車両ＨＶに搭載されるＢＣＭ２との間での無線通信の認証に本発明を適用する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、様々な装置間での通信の認証に本発明を適用することができる。一例としては、携帯機１と家屋のドアに設けられた装置との無線通信による家屋のドアの施解錠制御のための認証に本発明を適用することができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 携帯機（送信機）、２ ＢＣＭ（受信機、車載装置）、１３ ＵＨＦ送信部（送信部）、１４ プッシュスイッチ（操作入力部）、１５ プッシュスイッチ（操作入力部）、２２ ＵＨＦ受信部（受信部）、１００ 電子キーシステム（認証システム）、１１４ 携帯側拡張部（送信側拡張部）、１１５ 携帯側暗号化部（送信側暗号化部）、１１７ 携帯側抽出部（送信側抽出部）、２３２ 車側拡張部（受信側拡張部）、２３３ 車側暗号化部（受信側暗号化部）、２３５ 車側抽出部（受信側抽出部）、２３６ 認証部、２３７ 施解錠指示部

Claims (7)

1. 送信機（１）と受信機（２）とを含み、共通の暗号鍵を用いて認証を行う認証システムであって、
   前記送信機は、
   前記受信機と共通の拡張アルゴリズムによって、前記暗号鍵のビット数である暗号鍵ビット数よりもビット数の少ない拡張前平文を、前記暗号鍵ビット数の拡張後平文に拡張する送信側拡張部（１１４）と、
   前記受信機と共通の暗号アルゴリズムに従って、前記送信側拡張部で拡張した前記拡張後平文を、前記受信機と共通の暗号鍵によって前記暗号鍵ビット数の暗号文に暗号化する送信側暗号化部（１１５）と、
   前記送信側暗号化部で暗号化された前記暗号文をもとに、前記暗号鍵ビット数から前記拡張前平文のビット数を差し引いたビット数よりもビット数が少ない断片部分を抽出する送信側抽出部（１１７）と、
   前記送信側抽出部で抽出した暗号文の前記断片部分と、前記拡張前平文とを送信する送信部（１３）とを備え、
   前記受信機は、
   前記送信機から送信された暗号文の前記断片部分及び前記拡張前平文を受信する受信部（２２）と、
   前記受信部で受信した前記拡張前平文を、前記送信機と共通の拡張アルゴリズムによって、前記暗号鍵ビット数の前記拡張後平文に拡張する受信側拡張部（２３２）と、
   前記送信機と共通の暗号アルゴリズムに従って、前記受信側拡張部で拡張した前記拡張後平文を、前記送信機と共通の暗号鍵によって前記暗号鍵ビット数の暗号文に暗号化する受信側暗号化部（２３３）と、
   前記受信側暗号化部で暗号化された前記暗号文から、前記送信側抽出部で前記断片部分を抽出するのと同じ箇所の断片部分を抽出する受信側抽出部（２３５）と、
   前記受信部で受信した暗号文の前記断片部分と、前記受信側抽出部で抽出した暗号文の前記断片部分とが一致するか否かによって、認証を行う認証部（２３６）とを備えることを特徴とする認証システム。
2. 請求項１において、
   前記送信側抽出部は、前記受信機と共通の抽出アルゴリズムに従って、前記送信側暗号化部で暗号化された前記暗号文から、所定の箇所の断片部分を抽出し、
   前記受信側抽出部は、前記送信機と共通の抽出アルゴリズムに従って、前記受信側暗号化部で暗号化された前記暗号文から、前記送信側抽出部で前記断片部分を抽出するのと同じ箇所の断片部分を抽出することを特徴とする認証システム。
3. 請求項１において、
   前記拡張前平文には、前記送信側抽出部及び前記受信側抽出部で前記暗号文から前記断片部分を抽出する箇所を示す抽出箇所情報が含まれており、
   前記送信側抽出部は、前記送信側拡張部で拡張する前記拡張前平文に含まれる前記抽出箇所情報をもとに、前記送信側暗号化部で暗号化された前記暗号文から、所定の箇所の断片部分を抽出し、
   前記受信側抽出部は、前記受信部で受信した前記拡張前平文をもとに、前記受信側暗号化部で暗号化された前記暗号文から、前記送信側抽出部で前記断片部分を抽出するのと同じ箇所の断片部分を抽出することを特徴とする認証システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記送信機は、ユーザに携帯される携帯機であって、
   前記受信機は、車両に搭載される車載装置であることを特徴とする認証システム。
5. 請求項４において、
   前記送信機としての前記携帯機は、
   前記車両のドアの施解錠を指示するためのユーザからの操作入力を受け付ける操作入力部（１４、１５）を備え、
   前記送信部は、前記操作入力部で前記操作入力を受け付けた場合に、前記送信側抽出部で抽出した暗号文の前記断片部分と、前記拡張前平文とに加え、前記操作入力部で受け付けた操作入力に応じた操作情報も送信するものであり、
   前記受信機としての前記車載装置は、
   前記送信部から送信される前記操作情報も前記受信部で受信するものであり、
   前記認証部での認証が成立した場合に、前記受信部で受信した前記操作情報に従って、前記車両のドアの施解錠を自動で行わせる施解錠指示部（２３７）を備えることを特徴とする認証システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の認証システムに用いられることを特徴とする送信機。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の認証システムに用いられることを特徴とする受信機。

Images