JP2019009509A - 車載認証システム、通信装置、車載認証装置、コンピュータプログラム、通信装置の認証方法及び通信装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
通信装置は、第1秘密鍵及び第1公開鍵を記憶しておく。車載認証装置は、第2秘密鍵及び第2公開鍵と、電子署名の正否を検証する署名検証鍵とを記憶しておく。通信装置及び車載認証装置は、共通の鍵情報を記憶しておく必要がないため、装置の製造後に共通の鍵情報が扱われることはなく、共通の鍵情報が漏えいすることはない。本発明の手法では、これらの鍵情報の記憶は装置の製造段階で予め行われる。
このように本発明に係る車載認証システムでは、新たに車両内のネットワークに接続された通信装置を認証するために、車載認証装置が車両外のサーバ装置などとの間で通信を行う必要がない。また漏洩を防止すべき第1秘密鍵及び第2秘密鍵は、例えば装置の製造段階等において各装置のメモリなどに予め書き込んでおけばよいため、通信装置を接続する作業を行う作業者が第1秘密鍵及び第2秘密鍵を扱う必要はなく、悪意の作業者が第1秘密鍵及び第2秘密鍵を不正に取得することを防止できる。
車載認証装置は、通信装置の第1公開鍵を用いて共通鍵を暗号化し、暗号化した共通鍵を通信装置へ送信する。暗号化された共通鍵を受信した通信装置は、自身が記憶している第1秘密鍵を用いて共通鍵を復号する。以降、通信装置は、車両内のネットワークに接続された他の装置との間で、共通鍵を用いた通信を行うことが可能となる。
通信装置を車両内のネットワークに接続する際、可視化情報取得装置にて通信装置の本体又は付随物に描かれた可視化情報の取得を行う。取得した可視化情報を電子署名付きの第1公開鍵の情報に変換することによって、車載認証装置は電子署名付きの第1公開鍵を取得することができる。なお可視化情報から第1公開鍵への変換は、可視化情報取得装置が行ってもよく、車載認証装置が行ってもよい。
図1は、本実施の形態に係る車載認証システムを説明するための模式図である。本実施の形態に係る車載認証システムは、車両1に搭載されたゲートウェイ2に複数の通信線1aが接続され、各通信線1aに対して一又は複数のECU3が接続され、ECU3が通信線1a及びゲートウェイ2を介して他のECU3との通信を行う構成の車載通信システムにおいて、いずれかのECU3の交換又は新規のECU3の追加等を目的として通信線1aに対して新たなECU3が接続された場合に、このECU3が正当な装置であるか否かをゲートウェイ2が判定する構成である。
図3は、ゲートウェイ2の構成を示すブロック図である。なお図3においては、ゲートウェイ2の機能のうち、ECU3の認証機能に関する機能ブロックを抽出して図示し、メッセージの中継機能などの他の機能については機能ブロックの図示を省略してある。本実施の形態に係るゲートウェイ2は、処理部(プロセッサ)21、記憶部(ストレージ)22、通信部(トランシーバ)23及び接続端子(コネクタ)24等を備えて構成されている。処理部21は、例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro-Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部22に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、種々の演算処理及び制御処理等を行うことができる。例えば処理部21は、車両1内に設けられた複数の通信線1a間で送受信されるメッセージを中継する処理を行う。また本実施の形態において処理部21は、記憶部22に記憶された認証処理プログラム22aを実行することにより、通信線1aに新たに接続されたECU3の認証に係る処理を行う。
次に、ECU製造会社5にて行われるECU3の製造方法について説明する。図8は、ECU製造会社5によるECU3の製造方法を説明するためのフローチャートである。ECU製造会社5では、まず、製造するECU3毎にECU秘密鍵及びECU公開鍵を生成する(ステップS1)。ECU3毎のECU秘密鍵及びECU公開鍵は、例えばECU製造会社5に設けられたコンピュータなどによって生成される。次いでECU製造会社5では、コンピュータがインターネットなどのネットワークを介して署名生成装置6と通信を行い、ステップS1にて生成したECU公開鍵に対する電子署名の生成依頼を行う(ステップS2)。この生成依頼に応じて署名生成装置6にてECU公開鍵の電子署名が生成され、署名生成装置6から生成した電子署名が送信される。ECU製造会社5のコンピュータは、署名生成装置6からの電子署名を受信して取得する(ステップS3)。
図9は、ECU3の車両1への取り付け方法を説明するためのフローチャートである。製造されたECU3は、車両1の製造会社、ディーラ又は整備工場等にて車両1に取り付けられる。このときにECU3の取り付けを行う作業者は、まず画像読取装置7を用いて、ECU3が収容された箱3Aに印刷されたQRコード3Bの読取作業を行う必要がある。画像読取装置7は、作業者による撮影操作などに応じて、箱3Aに印刷されたQRコード3Bのカメラ73による撮影画像を取得する(ステップS11)。次いで画像読取装置7は、カメラ73にて取得した撮影画像に写されたQRコード3Bをデジタルデータに変換する処理を行う(ステップS12)。
以上の構成の本実施の形態に係る車載認証システムは、車両1内のネットワーク(通信線1a)に新たに接続されたECU3を、車両1に搭載されたゲートウェイ2が認証する(即ち、ECU3が正当な装置であるか否かを判断する)。ECU3は、ECU秘密鍵及びECU公開鍵を記憶部32に記憶しておく。ゲートウェイ2は、GW秘密鍵及びGW公開鍵と、電子署名の正否を検証するための署名検証鍵とを記憶部22に記憶しておく。ECU3及びゲートウェイ2は、共通の鍵情報を予め記憶しておく必要がないため、これらの鍵情報は例えば各装置の製造段階などにて予め記憶させておくことができ、ECU3を車両1に取り付ける際に鍵情報を書き込む作業が不要となる。
1a 通信線
2 ゲートウェイ(車載認証装置)
3 ECU(通信装置)
3A 箱(付随物)
3B QRコード(可視化情報)
4 ゲートウェイ製造会社
4a 書込装置
5 ECU製造会社
5a 書込装置
5b 印刷装置
6 署名生成装置
7 画像読取装置(可視化情報取得装置)
7a 通信ケーブル
21 処理部
21a ECU公開鍵取得部(第1公開鍵取得部)
21b 署名検証部
21c 識別情報受信部
21d GW公開鍵暗号化部(第2公開鍵暗号化部)
21e GW公開鍵送信部(第2公開鍵送信部)
21f ECU公開鍵受信部(第1公開鍵受信部)
21g ECU公開鍵復号部(第1公開鍵復号部)
21h ECU公開鍵判定部(第1公開鍵判定部)
21i セッション鍵暗号化部(共通鍵暗号化部)
21j セッション鍵送信部(共通鍵送信部)
22 記憶部(第2記憶部)
22a 認証処理プログラム
22b GW秘密鍵(第2秘密鍵)
22c GW公開鍵(第2公開鍵)
22d 署名検証鍵
22e セッション鍵(共通鍵)
22f ECU公開鍵DB
23 通信部
24 接続端子
31 処理部
31a 識別情報送信部
31b GW公開鍵受信部(第2公開鍵受信部)
31c GW公開鍵復号部(第2公開鍵復号部)
31d ECU公開鍵暗号化部(第1公開鍵暗号化部)
31e ECU公開鍵送信部(第1公開鍵送信部)
31f セッション鍵受信部(共通鍵受信部)
31g セッション鍵復号部(共通鍵復号部)
32 記憶部(第1記憶部)
32a 認証処理プログラム
32b ECU秘密鍵(第1秘密鍵)
32c ECU公開鍵(第2秘密鍵)
32d セッション鍵(共通鍵)
33 通信部
61 処理部
61a ECU公開鍵受信部
61b 署名生成部
61c 署名送信部
62 記憶部
62a 署名生成プログラム
62b 署名生成鍵
63 通信部
71 処理部
71a 変換処理部
72 記憶部
72a 変換プログラム
73 カメラ
74 接続端子
Claims (13)
- 車両内のネットワークに新たに接続された通信装置を車載認証装置が認証する車載認証システムにおいて、
前記通信装置は、第1秘密鍵及び第1公開鍵が記憶された第1記憶部を有し、
前記車載認証装置は、
第2秘密鍵及び第2公開鍵、並びに、前記第1公開鍵に付された電子署名の正否を検証する署名検証鍵が記憶された第2記憶部と、
前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得する第1公開鍵取得部と、
前記第1公開鍵取得部が取得した前記第1公開鍵に付された前記電子署名の正否を、前記第2記憶部に記憶された前記署名検証鍵を用いて検証する署名検証部と、
前記署名検証部により正当であると判定された電子署名が付された第1公開鍵を用いて、前記第2記憶部に記憶された第2公開鍵を暗号化する第2公開鍵暗号化部と、
前記第2公開鍵暗号化部が暗号化した前記第2公開鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信する第2公開鍵送信部と
を有し、
前記通信装置は、
前記車載認証装置から暗号化された前記第2公開鍵を受信する第2公開鍵受信部と、
前記第2公開鍵受信部が受信した前記第2公開鍵を、前記第1記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号する第2公開鍵復号部と、
前記第2公開鍵復号部が復号した前記第2公開鍵を用いて、前記第1記憶部に記憶された前記第1公開鍵を暗号化する第1公開鍵暗号化部と、
前記第1公開鍵暗号化部が暗号化した前記第1公開鍵を、前記ネットワークを介して前記車載認証装置へ送信する第1公開鍵送信部と
を更に有し、
前記車載認証装置は、
前記通信装置から暗号化された前記第1公開鍵を受信する第1公開鍵受信部と、
前記第1公開鍵受信部が受信した前記第1公開鍵を、前記第2記憶部に記憶された前記第2秘密鍵を用いて復号する第1公開鍵復号部と、
前記第1公開鍵復号部が復号した前記第1公開鍵の正否を判定する第1公開鍵判定部と
を更に有し、
前記第1公開鍵判定部が前記第1公開鍵が正当であると判定した場合に、前記通信装置が正当な装置であると認証すること
を特徴とする車載認証システム。 - 前記車載認証装置の前記第2記憶部は、前記ネットワークを介した前記車両内の通信に用いられる共通鍵を記憶し、
前記車載認証装置は、
前記第1公開鍵判定部が正当であると判定した前記第1公開鍵を用いて、前記第2記憶部に記憶された前記共通鍵を暗号化する共通鍵暗号化部と、
前記共通鍵暗号化部が暗号化した前記共通鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信する共通鍵送信部と
を有し、
前記通信装置は、
前記車載認証装置から暗号化された前記共通鍵を受信する共通鍵受信部と、
前記共通鍵受信部が受信した前記共通鍵を、前記第1記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号する共通鍵復号部と
を有し、
前記通信装置の前記第1記憶部は、前記共通鍵復号部が復号した前記共通鍵を記憶すること
を特徴とする請求項1に記載の車載認証システム。 - 前記通信装置又は前記通信装置の付随物には、前記電子署名が付された前記第1公開鍵を可視化した情報が描かれており、
前記情報を取得する可視化情報取得装置を更に備え、
前記車載認証装置は、前記可視化情報取得装置が取得した情報に基づいて前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車載認証システム。 - 前記署名検証鍵と対になる署名生成鍵を記憶した記憶部と、入力された前記第1公開鍵に対して前記記憶部に記憶された前記署名生成鍵を用いて電子署名を生成する署名生成部とを有する署名生成装置を備えること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の車載認証システム。 - 前記車載認証装置の前記第1公開鍵取得部は、前記電子署名が付された前記第1公開鍵と共に、該第1公開鍵と対になる前記第1秘密鍵を記憶した前記通信装置の識別情報を取得し、
前記車載認証装置は、前記第1公開鍵取得部が取得した前記電子署名が付された前記第1公開鍵を、前記識別情報に対応付けて前記第2記憶部に記憶し、
前記通信装置は、前記ネットワークに接続された際に、自身の識別情報を前記車載認証装置へ送信する識別情報送信部を有し、
前記車載認証装置は、前記通信装置から前記識別情報を受信する識別情報受信部を有し、
前記車載認証装置の前記第2公開鍵暗号化部は、前記識別情報受信部が受信した識別情報に対応付けられた前記第1公開鍵を用いて前記第2公開鍵を暗号化すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の車載認証システム。 - 車両内のネットワークに接続される通信装置において、
第1秘密鍵及び第1公開鍵が記憶された記憶部と、
前記ネットワークに接続された車載認証装置から暗号化された第2公開鍵を受信する第2公開鍵受信部と、
前記第2公開鍵受信部が受信した前記第2公開鍵を、前記記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号する第2公開鍵復号部と、
前記第2公開鍵復号部が復号した前記第2公開鍵を用いて、前記記憶部に記憶された前記第1公開鍵を暗号化する第1公開鍵暗号化部と、
前記第1公開鍵暗号化部が暗号化した前記第1公開鍵を、前記ネットワークを介して前記車載認証装置へ送信する第1公開鍵送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。 - 車両内のネットワークに接続される通信装置において、
第1秘密鍵が記憶された記憶部を備え、
装置本体又は装置の付随物には、前記第1秘密鍵と対になる第1公開鍵及び該第1公開鍵の正当性を示す電子署名を可視化した情報が描かれていること
を特徴とする通信装置。 - 車両内のネットワークに新たに接続された通信装置を認証する車載認証装置において、
前記通信装置が記憶している第1秘密鍵と対になる第1公開鍵に付された電子署名の正否を検証する署名検証鍵、並びに、第2秘密鍵及び第2公開鍵が記憶された記憶部と、
前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得する第1公開鍵取得部と、
前記第1公開鍵取得部が取得した前記第1公開鍵に付された前記電子署名の正否を、前記記憶部に記憶された前記署名検証鍵を用いて検証する署名検証部と、
前記署名検証部により正当であると判定された電子署名が付された第1公開鍵を用いて、前記記憶部に記憶された第2公開鍵を暗号化する第2公開鍵暗号化部と、
前記第2公開鍵暗号化部が暗号化した前記第2公開鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信する第2公開鍵送信部と、
前記通信装置から暗号化された前記第1公開鍵を受信する第1公開鍵受信部と、
前記第1公開鍵受信部が受信した前記第1公開鍵を、前記記憶部に記憶された前記第2秘密鍵を用いて復号する第1公開鍵復号部と、
前記第1公開鍵復号部が復号した前記第1公開鍵の正否を判定する第1公開鍵判定部と
を備え、
前記第1公開鍵判定部が前記第1公開鍵が正当であると判定した場合に、前記通信装置が正当な装置であると認証すること
を特徴とする車載認証装置。 - 第1秘密鍵及び第1公開鍵が記憶された記憶部を有するコンピュータに、
車両内のネットワークに接続された車載認証装置から暗号化された第2公開鍵を受信させ、
受信した前記第2公開鍵を、前記記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号させ、
復号した前記第2公開鍵を用いて、前記記憶部に記憶された前記第1公開鍵を暗号化させ、
暗号化した前記第1公開鍵を、前記ネットワークを介して前記車載認証装置へ送信させること
を特徴とするコンピュータプログラム。 - 車両内のネットワークに接続された通信装置が記憶している第1秘密鍵と対になる第1公開鍵に付された電子署名の正否を検証する署名検証鍵、並びに、第2秘密鍵及び第2公開鍵が記憶された記憶部を有するコンピュータに、
前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得させ、
取得した前記第1公開鍵に付された前記電子署名の正否を、前記記憶部に記憶された前記署名検証鍵を用いて検証させ、
検証により正当であると判定された電子署名が付された第1公開鍵を用いて、前記記憶部に記憶された第2公開鍵を暗号化させ、
暗号化した前記第2公開鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信させ、
前記通信装置から暗号化された前記第1公開鍵を受信させ、
受信した前記第1公開鍵を、前記記憶部に記憶された前記第2秘密鍵を用いて復号させ、
復号した前記第1公開鍵の正否を判定させ、
前記第1公開鍵が正当であると判定した場合に、前記通信装置が正当な装置であると認証させること
を特徴とするコンピュータプログラム。 - 第1秘密鍵及び第1公開鍵を車両内のネットワークに接続される通信装置の第1記憶部に記憶し、
第2秘密鍵及び第2公開鍵、並びに、前記第1公開鍵に付された電子署名の正否を検証する署名検証鍵を車載認証装置の第2記憶部に記憶し、
前記車載認証装置が、前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得し、取得した前記第1公開鍵に付された前記電子署名の正否を、前記第2記憶部に記憶された前記署名検証鍵を用いて検証し、検証により正当であると判定された電子署名が付された第1公開鍵を用いて、前記第2記憶部に記憶された第2公開鍵を暗号化し、暗号化した前記第2公開鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信し、
前記通信装置が、前記車載認証装置から暗号化された前記第2公開鍵を受信し、受信した前記第2公開鍵を、前記第1記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号し、復号した前記第2公開鍵を用いて、前記第1記憶部に記憶された前記第1公開鍵を暗号化し、暗号化した前記第1公開鍵を、前記ネットワークを介して前記車載認証装置へ送信し、
前記車載認証装置が、前記通信装置から暗号化された前記第1公開鍵を受信し、受信した前記第1公開鍵を、前記第2記憶部に記憶された前記第2秘密鍵を用いて復号し、復号した前記第1公開鍵の正否を判定し、前記第1公開鍵が正当であると判定した場合に、前記通信装置が正当な装置であると認証すること
を特徴とする通信装置の認証方法。 - 署名生成装置が、第1公開鍵の電子署名を生成し、
情報書込装置が、前記第1公開鍵及び該第1公開鍵と対になる第1秘密鍵を、車両内のネットワークに接続される通信装置の第1記憶部に書き込み、
印刷装置が、前記通信装置又は前記通信装置の付随物に、前記電子署名が付された前記第1公開鍵を可視化した情報を印刷し、
情報書込装置が、第2秘密鍵及び第2公開鍵、並びに、前記第1公開鍵に付された電子署名の正否を検証する署名検証鍵を車載認証装置の第2記憶部に書き込み、
可視化情報取得装置が、印刷された前記情報を取得し、
前記車載認証装置が、前記可視化情報取得装置が取得した情報に基づいて前記電子署名が付された前記第1公開鍵を取得し、取得した前記第1公開鍵に付された前記電子署名の正否を、前記第2記憶部に記憶された前記署名検証鍵を用いて検証し、検証により正当であると判定された電子署名が付された第1公開鍵を用いて、前記第2記憶部に記憶された第2公開鍵を暗号化し、暗号化した前記第2公開鍵を、前記ネットワークを介して前記通信装置へ送信し、
前記通信装置が、前記車載認証装置から暗号化された前記第2公開鍵を受信し、受信した前記第2公開鍵を、前記第1記憶部に記憶された前記第1秘密鍵を用いて復号し、復号した前記第2公開鍵を用いて、前記第1記憶部に記憶された前記第1公開鍵を暗号化し、暗号化した前記第1公開鍵を、前記ネットワークを介して前記車載認証装置へ送信し、
前記車載認証装置が、前記通信装置から暗号化された前記第1公開鍵を受信し、受信した前記第1公開鍵を、前記第2記憶部に記憶された前記第2秘密鍵を用いて復号し、復号した前記第1公開鍵の正否を判定し、前記第1公開鍵が正当であると判定した場合に、前記通信装置が正当な装置であると認証すること
を特徴とする通信装置の認証方法。 - 署名生成装置が、第1公開鍵の電子署名を生成し、
情報書込装置が、前記第1公開鍵及び該第1公開鍵と対になる第1秘密鍵を、車両内のネットワークに接続される通信装置の第1記憶部に書き込み、
印刷装置が、前記通信装置又は前記通信装置の付随物に、前記電子署名が付された前記第1公開鍵を可視化した情報を印刷すること
を特徴とする通信装置の製造方法。
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