JP2023519907A - 安全な通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

本願は、安全な通信方法および装置を提供し、自動運転技術の分野に適用され得る。本方法は、第１車両が第１端末デバイスから第１メッセージを受信し、第１ネゴシエーションメッセージを送信し、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、第２車両の証明書が含まれている、受信する段階と、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、第１車両が、番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階と、第１車両が第２ネゴシエーションメッセージを送信し、第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階と、第２車両の証明書確認が成功した後に、第１車両が、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいてグループ鍵を生成する段階とを含む。車両隊列の車両がグループ鍵ネゴシエーションプロセスにおいて車両証明書の確認を行うことができるので、グループ鍵ネゴシエーションによる遅延が短縮され、情報セキュリティおよびネットワークセキュリティの性能が向上する。

Description

本願は自動運転技術の分野に関し、具体的には安全な通信方法および装置に関する。

自動運転アプリケーションにおける重要なシナリオとは、車両隊列走行である。この車両隊列走行のシナリオでは、最前部の車両が「推進役」として機能することができ、後方の車両が自動的に続き、隊列走行車両がほぼ同期して加速、減速、方向転換、および制動を行う。

車両隊列走行のプロセスでは、グループ内の車両メンバーが、主にＶ２Ｘ（ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ、車車間・路車間）方式で互いに通信する。しかしながら、Ｖ２Ｘはオープンな無線通信ネットワークに基づいており、従来のネットワークよりも攻撃に弱い。主にＶ２Ｘ通信に基づく車両隊列走行の分野に生じる被害も、大きくなる。したがって、自動運転車が集団で走行するシナリオでは、Ｖ２Ｘ通信のセキュリティに対してより高い要件が課せられている。

したがって、自動運転分野では、車両隊列走行のプロセスにおいて車両隊列のメンバー同士が安全な通信を行うための解決手段を提供するという緊急の必要性がある。

本願は安全な通信方法および装置を提供して、自動運転分野の隊列走行プロセスにおいて車両隊列のメンバー同士の安全な通信を実現する。

本方法は、端末デバイス、例えば車両または車載デバイス（例えば、車載Ｔ－ＢＯＸ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ ＢＯＸ））で実現されてもよく、端末デバイスのコンポーネントで実現されても、例えば、端末デバイスの処理装置、回路、またはチップなどのコンポーネント、例えば、Ｔ－Ｂｏｘ内にあって無線通信機能をサポートするシステムチップまたは通信チップなどの関連チップで実現されてもよい。システムチップは、システムオンチップとも呼ばれており、またはＳｏＣチップと呼ばれている。通信チップとしては、無線周波数処理チップおよびベースバンド処理チップが含まれてよい。ベースバンド処理チップは、モデム（ｍｏｄｅｍ）とも呼ばれることがある。実際の実装形態では、通信チップはＳｏＣチップに統合されてもよく、ＳｏＣチップに統合されなくてもよい。例えば、ベースバンド処理チップはＳｏＣチップに統合されるが、無線周波数処理チップはＳｏＣチップに統合されない。

第１態様によれば、本願の一実施形態が安全な通信方法を提供する。本方法は、第１車両が第１端末デバイスから第１メッセージを受信する段階であって、第１メッセージは車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる、受信する段階と、第１車両が第１ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、第１ネゴシエーションメッセージには、第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信する段階と、第１車両が第１ネゴシエーションメッセージを第２車両から受信する段階であって、第２車両は車両隊列における第１車両以外の別の車両であり、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信する段階と、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、第１車両が、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階と、第１車両が第２ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、第２ネゴシエーションメッセージには、第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信する段階と、第１車両が第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、第２車両の第２ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信する段階と、第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、第１車両が車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する段階とを含む。

具体的には、第２車両は、車両隊列における第１車両以外の１つまたは複数の他の車両であってもよく、任意の他の車両であってもよい。

前述した方法によれば、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおいて、車両隊列の車両が、グループ鍵の決定に用いられる第１ネゴシエーションメッセージおよび第２ネゴシエーションメッセージで搬送された証明書を用いて、車両の識別情報の確認を行う。車両隊列が確立される前に、各車両の識別情報について確認を行う必要はない。このようにして、車両隊列確立時に車両隊列のメンバー車両の確認を行うことにより生じる遅延が短縮され、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおけるセキュリティおよび信頼性が向上し、車両隊列のメンバー車両同士の安全な通信が実現される。

実現可能な一実装方法では、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージにはさらに第１署名データが含まれており、第１署名データは、第２ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における第２車両の番号を用いて署名操作を行うことにより取得される。

前述した方法によれば、第２車両の証明書確認が成功した後に、第１車両はさらに、伝送過程における第１ネゴシエーションメッセージの改ざんを防止するために、第１署名データの確認を行うことができる。これにより、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおけるセキュリティおよび信頼性がさらに向上するようになる。

実現可能な一実装方法では、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第１車両が第２ネゴシエーションパラメータを決定することは、第２車両の証明書確認が成功し、且つ第１署名データの確認が成功した後に、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第１車両が第２ネゴシエーションパラメータを決定することを含む。

実現可能な一実装方法では、第２車両の証明書には第２車両の公開鍵が含まれており、第１車両は以下の方式で第１署名データの確認を行う。第１車両は、第２車両の公開鍵を用いて第１署名データの解読を行い、第１デジタルダイジェストを取得し、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における第２車両の番号を用いて第１の値を決定する。第１デジタルダイジェストが第１の値と一致していることが確認された場合、第１署名データの確認が成功する。または、第２デジタルダイジェストが第１の値と一致していないことが確認された場合、第１署名データの確認が失敗する。

実現可能な一実装方法では、第２車両の第２ネゴシエーションメッセージにはさらに第２署名データが含まれており、第２署名データは、第２ネゴシエーションパラメータおよび第２車両の番号を用いて署名操作を行うことにより取得される。

前述した方法によれば、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおいて、第１車両は第２ネゴシエーションメッセージを受信し、第２車両の証明書確認が成功した後に、第１車両はさらに、伝送過程における第２ネゴシエーションメッセージの改ざんを防止するために、第２署名データについて確認を行うことができる。これにより、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおけるセキュリティおよび信頼性が向上するようになる。

実現可能な一実装方法では、第１車両が、第２車両の証明書確認に成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成することは、第２車両の証明書確認に成功し、且つ第２署名データの確認が成功した後に、第１車両が各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいてグループ鍵を決定することを含む。

第２車両の証明書には第２車両の公開鍵が含まれており、第１車両は以下の方式で第２署名データの確認を行う。第１車両は第２車両の公開鍵を用いて第２署名データの解読を行い、第２デジタルダイジェストを取得し、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における第２車両の番号を用いて第２の値を決定する。第２デジタルダイジェストが第２の値と一致していることが確認された場合、第２署名データの確認が成功する。または、第２デジタルダイジェストが第２の値と一致していないことが確認された場合、第２署名データの確認が失敗する。

実現可能な一実装方法では、第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、車両隊列の車両情報、第３署名データ、および第１メッセージを送信する第１デバイスの証明書が含まれている。ネゴシエーション要求フィールドは、車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれており、第３署名データは、第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、第３デジタルダイジェストは、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、ネゴシエーション要求フィールドおよび車両隊列の車両情報を用いて決定される。

第１端末デバイスの証明書には第１端末デバイスの公開鍵が含まれており、第１端末デバイスが第１メッセージを受信した後に、本方法はさらに、第１端末デバイスの証明書確認が成功し、且つ第３署名データの証明書確認が成功した後に、第１車両は、車両隊列の車両情報に基づいて、第１車両の車両識別子に対応する番号を決定する段階を含む。

実現可能な一実装方法では、本方法はさらに、第１車両が、第１車両により生成された第１乱数を用いて、第１の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、第１ネゴシエーションパラメータを取得する段階を含む。

実現可能な一実装方法では、第１車両が第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて第２ネゴシエーションパラメータを決定することは、第１車両が、第１車両により生成された第１乱数と第２車両の第１ネゴシエーションパラメータとを用いて、第２の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、第２ネゴシエーションパラメータを取得することを含む。

実現可能な一実装方法では、第１車両が各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成することは、第１車両が、第１車両により生成された第１乱数、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、および車両隊列において番号が第１車両の番号の後に続く第２車両の第２ネゴシエーションパラメータを用いて、第３の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、グループ鍵を取得することを含む。

前述した方法によれば、車両隊列の車両がそれぞれ、車両の乱数、別の車両の第２ネゴシエーションパラメータ、および第３の予め設定されたアルゴリズムに基づいてグループ鍵を生成する。各車両の乱数を送る必要はない。したがって、セキュリティがより高く、別の車両が第２ネゴシエーションメッセージを取得したとしても、グループ鍵を計算することはできない。本願の本実施形態におけるグループ鍵ネゴシエーションプロセスはよりシンプルであり、計算量が少なく、より高いセキュリティを有している。

実現可能な一実装方法では、本方法はさらに、車両隊列の任意の車両にデータを送信する前に、第１車両がグループ鍵を用いて、やり取りする必要があるデータを暗号化し、暗号化したデータを対象となる車両に送信する、且つ／または、車両隊列の任意の車両からデータを受信した後に、第１車両はグループ鍵を用いて、受信したデータを解読する段階を含む。

第２態様によれば、本願の一実施形態が安全な通信方法を提供する。本方法は、第１端末デバイスがアプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得する段階であって、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれている、取得する段階と、第１端末デバイスが車両隊列の各車両に第１メッセージを送信する段階であって、第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、車両隊列の車両情報、第３署名データ、および第１メッセージを送信する第１デバイスの証明書が含まれている、送信する段階とを含む。ネゴシエーション要求フィールドは、車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれており、第３署名データは、第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、第３デジタルダイジェストは予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、ネゴシエーション要求フィールドおよび車両隊列の車両情報を用いて決定される。

実現可能な一実装方法では、本方法はさらに、第１端末デバイスが車両隊列の任意の他の車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信し、また第１端末デバイスが車両隊列の任意の他の車両に第１データパケットを送信する段階を含み、第１データパケットには車両隊列の任意の車両の第１ネゴシエーションメッセージが含まれている、且つ／または、第１端末デバイスは車両隊列の任意の他の車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信し、また第１端末デバイスが車両隊列の任意の他の車両に第２データパケットを送信する段階を含み、第２データパケットには車両隊列の任意の車両の第２ネゴシエーションメッセージが含まれている。

実現可能な一実装方法では、第１端末デバイスは車両隊列において任意の番号を有する車両である、または第１端末デバイスは路側デバイスＲＳＵである。

第３態様によれば、本願の一実施形態が端末デバイスを提供する。本装置は、第１態様の方法を実現する機能を有している。この機能はハードウェアで実装されてもよく、ソフトウェアで実装されても、対応するソフトウェアを実行するハードウェアで実装されてもよい。本装置は、前述の機能に対応する１つまたは複数のモジュールを含む、例えば、送受信機ユニットおよび処理ユニットを含む。

実現可能な一設計例において、本装置はチップであっても、集積回路であってもよい。

実現可能な一設計例において、本装置はメモリ、プロセッサ、および送受信機を含む。送受信機は、データを送受信するように構成されている。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラムまたは命令を格納するように構成されている。プログラムがプロセッサにより実行される、または命令がプロセッサにより実行されると、本装置は第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例における方法を行うことができる。

実現可能な一設計例において、本装置は車両であってよい。

第４態様によれば、本願の一実施形態が端末デバイスを提供する。本装置は、第２態様の方法を実現する機能を有している。この機能はハードウェアで実装されてもよく、ソフトウェアで実装されても、対応するソフトウェアを実行するハードウェアで実装されてもよい。本装置は、前述の機能に対応する１つまたは複数のモジュールを含む、例えば、送受信機ユニットおよび処理ユニットを含む。

実現可能な一設計例において、本装置はチップであっても、集積回路であってもよい。

実現可能な一設計例において、本装置はメモリ、プロセッサ、および送受信機を含む。送受信機は、データを送受信するように構成されている。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラムまたは命令を格納するように構成されている。プログラムがプロセッサにより実行される、または命令がプロセッサにより実行されると、本装置は第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例における方法を行うことができる。

実現可能な一設計例において、本装置は車両であっても、ＲＳＵであってもよい。

第５態様によれば、本願の一実施形態が装置を提供する。本装置は、プロセッサ、メモリ、および通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、信号を受信する、または信号を送信するように構成されており、メモリはプログラムまたは命令コードを格納するように構成されており、プロセッサはメモリからプログラムまたは命令コードを呼び出して、第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例による方法を行う、または第２態様および第２態様の様々な実現可能な設計例による方法を行うように構成されている。

第６態様によれば、本願の一実施形態が装置を提供する。本通信装置は、プロセッサおよびインタフェース回路を含む。インタフェース回路は、プログラムまたは命令コードを受信し、プログラムまたは命令コードをプロセッサに送るように構成されており、プロセッサはプログラムまたは命令コードを実行して、第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例による方法を行う、または第２態様および第２態様の様々な実現可能な設計例による方法を行う。

第７態様によれば、本願は装置を提供する。本装置は端末デバイスであってもよく、端末デバイスに用いられるチップであってもよい。本装置は、第１態様または第２態様の実施形態を実現する機能を有している。この機能は、ハードウェアで実装されてもよく、対応するソフトウェアを実行するハードウェアで実装されてもよい。このハードウェアまたはソフトウェアは、この機能に対応する１つまたは複数のモジュールを含む。

第８態様によれば、本願の一実施形態がコンピュータ可読記憶媒体を提供する。コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムまたは命令を格納するように構成されている。プログラムが実行される、または命令が実行されると、第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例における方法、または第２態様および第２態様の様々な実現可能な設計例における方法が実現される。

第９態様によれば、本願の一実施形態が、命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。この命令が実行されると、第１態様および第１態様の様々な実現可能な設計例における方法、または第２態様および第２態様の様々な実現可能な設計例における方法が実現される。

第１０態様によれば、本願の一実施形態がさらに、安全な通信システムを提供する。安全な通信システムは、アプリケーションサーバ、第１端末デバイス、および安全な通信装置を含む。安全な通信装置は、第１態様または第１態様の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つにおいて対応する機能を行うことができ、第１端末デバイスは、第２態様または第２態様の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つにおいて対応する機能を行うことができる。詳細については、方法例における詳細な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

本願の一実施形態によるシステムアーキテクチャの概略図である。

本願の一実施形態による別のシステムアーキテクチャの概略図である。

本願の一実施形態による安全な通信方法の概略フローチャートである。

本願の実施形態１による安全な通信方法の概略フローチャートである。

本願の実施形態２による安全な通信方法の概略フローチャートである。

本願の実施形態２による、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおける１回目のブロードキャストシナリオの概略図である。

本願の実施形態２による、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおける２回目のブロードキャストシナリオの概略図である。

本願の実施形態３による別の安全な通信方法の概略フローチャートである。 本願の実施形態３による別の安全な通信方法の概略フローチャートである。

本願の一実施形態による安全な通信装置の構造概略図である。

本願の一実施形態による安全な通信装置の構造概略図である。

本願の目的、技術的解決手段、および利点をより明確にするために、以下ではさらに、添付図面を参照しながら本願について詳細に説明する。方法の実施形態における特定の操作方法が、デバイスの実施形態またはシステムの実施形態にも適用され得る。本願の説明では、特に規定がなければ、「複数の～」は「２つまたは２つより多くの～」を意味する。

図１は、本願の実施形態を適用可能なシステムアーキテクチャの概略図について一例を示している。図１に示すように、システムアーキテクチャには、ネットワークデバイスおよび端末デバイスグループが含まれている。端末デバイスグループには、少なくとも２つの端末デバイスが含まれており、少なくとも２つの端末デバイスで端末デバイスグループを形成してよい。端末デバイスグループには、プライマリ制御端末デバイスが含まれてよい。プライマリ制御端末デバイス以外の別の端末デバイスが、セカンダリデバイスと呼ばれることがある。

ネットワークデバイスは主に、端末デバイスのデバイス情報を格納し、端末デバイスと通信のやり取りを行い、端末デバイスグループを確立し、端末デバイスグループにおいて端末デバイスの番号を定めるように構成されている。

端末デバイスは、無線送受信機の機能を有するデバイスであってよい。異なる応用シナリオでは、端末デバイスの表現形式が異なる。例えば、従来の移動体通信シナリオでは、端末デバイスが携帯電話またはタブレットコンピュータなどであってもよい。モノのインターネット（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ、ＩｏＴ）の通信シナリオでは、端末デバイスがモバイルインターネットデバイス、ウェアラブルデバイス、または産業もしくはスマートホームにおける様々な無線端末であってもよい。車両のインターネットまたは車車間・路車間（ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ、Ｖ２Ｘ）通信シナリオでは、端末デバイスが車両、車両のインターネットにおける車載ユニット（ｏｎ ｂｏａｒｄ ｕｎｉｔ、ＯＢＵ）、路側ユニット（ｒｏａｄ ｓｉｄｅ ｕｎｉｔ、ＲＳＵ）、路側機器（ｒｏａｄ ｓｉｄｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＲＳＥ）、および車載電子制御ユニット（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＥＣＵ）などであってよい。

本願で提供されるシステムでは、端末デバイスは、Ｖ２Ｘ通信ネットワークを通じてアプリケーションサーバへの通信接続を確立し、通信のやり取りを行うことができることに留意されたい。例えば、端末デバイスは、アプリケーションサーバへの接続を確立した後に、アプリケーションサーバから、端末デバイスグループの任意のグループメンバーの端末デバイスについてデバイス情報を取得してよい。端末デバイスが、Ｖ２ＶまたはＩ２Ｖ（ＲＳＵを含むシナリオ）通信ネットワークを通じて互いに通信接続を確立し、通信のやり取りを行ってよい。

例えば、プライマリ制御端末デバイスはさらに、アプリケーションサーバと通信のやり取りを行い、端末デバイスグループの端末デバイスについて情報を取得し、端末デバイスグループの端末デバイスに対してグループ確立要求を開始し、セカンダリデバイスとの通信のやり取りを、セカンダリデバイスが端末デバイスグループに参加した後に行って、端末デバイスグループにおける通信のやり取りに必要なグループ鍵を完成させるように構成されてよい。セカンダリデバイスはさらに、プライマリ制御端末デバイスにより開始されたグループ確立要求に応答し、端末デバイスグループに参加した後にプライマリ制御端末デバイスとの通信のやり取りを行い、端末デバイスグループにおける通信のやり取りに必要なグループ鍵を完成させるように構成されてよい。プライマリ制御端末デバイスとセカンダリデバイスとの間およびセカンダリデバイス同士でやり取りする必要があるデータが、安全な通信を実現するために、グループ鍵を用いて暗号化されてよい。

本願の実施形態では、端末デバイスの機能を実現するように構成された装置が、端末デバイスであってもよく、この機能を実現する際に端末デバイスをサポートできる装置（例えば、チップシステム）であってもよい。本装置は、端末デバイスに搭載されてよい。本願の実施形態では、チップシステムはチップを含んでもよく、チップおよび別の個別コンポーネントを含んでもよい。本願の実施形態において提供される技術的解決手段では、端末の機能を実現するように構成された装置が端末デバイスである一例を用いて、本願の実施形態において提供される技術的解決手段を説明する。

図１に示す２つの端末デバイスは単なる例であって、本願の限定を意図するものではないことを理解されたい。図１のネットワークデバイスは、複数の端末デバイスにサービスを提供してよい。通信システムにおける端末デバイスの数は、本願において具体的に限定されるものではない。さらに、図１に示すアーキテクチャは、複数の通信シナリオ、例えば、第５世代（ｔｈｅ ５ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、５Ｇ）通信システム、将来の第６世代通信システムおよび別の進化した通信システム、第４世代（ｔｈｅ ４ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システム、車車間・路車間（ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ、Ｖ２Ｘ）、ロングタームエボリューションによる車両のインターネット（ＬＴＥ－ｖｅｈｉｃｌｅ、ＬＴＥ－Ｖ）、車車間（ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ ｖｅｈｉｃｌｅ、Ｖ２Ｖ）、車両のインターネット、マシンタイプ通信（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｙｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＭＴＣ）およびモノのインターネット（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ、ＩｏＴ）、ロングタームエボリューションによるマシンツーマシン（ＬＴＥ－ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ、ＬＴＥ－Ｍ）、ならびにマシンツーマシン（ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍ２Ｍ）に適用されてよい。これは、本願において限定されるものではない。

以下では、前述のシステムアーキテクチャについて詳細に説明する。

図１に示すシステムアーキテクチャに基づいて、例えば、システムアーキテクチャにはＰ個の端末デバイスが含まれており、Ｐ個の端末デバイスは１つの端末デバイスグループであり、Ｐは１より大きいまたは１と等しい整数である。Ｐ個の端末デバイスはそれぞれ、端末デバイス１、端末デバイス２、…、端末デバイスＰであってよく、１、２、…、Ｐは、アプリケーションサーバによって端末デバイスグループのセカンダリデバイスに割り当てられた番号として理解されてよい。

任意選択で、Ｐ個の端末デバイスはプライマリ制御端末デバイスを含む。アプリケーションサーバは、プライマリ制御端末デバイスの番号を定めてもよく、プライマリ制御端末デバイスの番号を定めなくてもよい。例えば、プライマリ制御端末デバイスに対して番号が定められていない場合、プライマリ制御端末デバイス以外の（Ｐ－１）個のセカンダリデバイスの番号がそれぞれ、１、２、…、（Ｐ－１）であってよい。

本願の実施形態を説明しやすくするために、以下では、Ｐ＝４である一例を用いて実現可能なシステムアーキテクチャについて説明する。このシステムアーキテクチャは、車両のインターネットのシステム、例えば、自動運転車システムに適用可能であってよい。システムアーキテクチャが自動運転車システムに適用される場合、ネットワークデバイスはアプリケーションサーバであってよい。端末デバイスが車両である場合、端末デバイスグループが車両隊列と呼ばれることがあり、プライマリ制御端末デバイスが先導車両と呼ばれることがあり、セカンダリデバイスがグループメンバー車両と呼ばれることがある。図２は、本願の一実施形態による別のシステムアーキテクチャの概略図である。このシステムアーキテクチャには、アプリケーションサーバ、先導車両、および３つのグループメンバー車両が含まれている。図２に示す先導車両の番号が単なる一例であることに留意されたい。本願の本実施形態における先導車両は、車両隊列においてどの番号の車両であってよい。これについては、本願の本実施形態において限定されるものではない。

以下では、当業者が理解しやすいように、一例として図２のシナリオを用いて前述のデバイスを説明し、その特徴を述べる。

（１）アプリケーションサーバは主に、車両隊列の構成、一時的な構築、維持、および管理を行うように構成されている。アプリケーションサーバの機能としては、限定しないが、管理する車両隊列の証明書および車両隊列の各メンバー車両の車両情報を予め設定すること、ならびに車両隊列の全車両の車両番号を定めることが挙げられる。例えば、車両番号は、連続した重複しない正の整数である。例えば、車両番号は、１、２、３、…、ｎであり、ｎは正の整数である。車両隊列の各車両は、異なる車両番号を持っている。通信が車両隊列の車両と行われてよい。例えば、先導車両は、車両隊列情報の取得要求をアプリケーションサーバに送信し、先導車両が配置されている車両隊列の各車両についての車両情報、番号、および証明書などといった情報を取得する。アプリケーションサーバは、車両隊列の各車両についての車両情報、番号、および証明書などといった情報を先導車両に送信する。例えば、車両とアプリケーションサーバとの間の通信方式が、Ｖ２Ｘ通信方式であってよい。別の例では、車両は、自車の位置情報をアプリケーションサーバに周期的に報告する。アプリケーションサーバは車両の位置情報を取得し、車両の位置情報に基づいて車両隊列を一時的に確立する。

例えば、アプリケーションサーバは、車両ネットワークのアプリケーションサーバ（Ｖ２Ｘ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｅｒ、Ｖ２Ｘ ＡＳ）であってよい。

（２）先導車両は主に、アプリケーションサーバと通信して、車両隊列のあらゆる車両の車両情報、例えば、車両識別子、車両番号、または車両証明書を取得するように構成されている。先導車両はさらに、グループメンバー車両と通信するように構成されている。例えば、先導車両は、グループメンバー車両とグループ鍵ネゴシエーションプロセスを行ってグループ鍵を決定し、このグループ鍵を用いて暗号化通信を行う。

先導車両は、車両隊列においてどの番号の車両でも、どの走行位置の車両でもよい。これについては、本願の本実施形態において限定されるものではない。

（３）グループメンバー車両は主に、先導車両により開始された車両隊列確立要求をリッスンし、車両隊列に参加した後に車両隊列のグループ鍵ネゴシエーションプロセスに入り、グループ鍵を決定し、このグループ鍵を用いて暗号化通信を行う、例えば、グループ鍵を用いて車両隊列においてやり取りされるデータで暗号化または解読された通信を行うように構成されている。

（４）Ｖ２Ｘ：リリース（Ｒｅｌ）１４／１５／１６において、Ｖ２Ｘはデバイス間（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｄｅｖｉｃｅ、Ｄ２Ｄ）技術における主要なアプリケーションとしてうまく開始されている。既存のＤ２Ｄ技術に基づいて、Ｖ２Ｘの特定のアプリケーション要件がＶ２Ｘにおいて最適化され、さらにＶ２Ｘデバイスのアクセス遅延を低減して、リソースの競合問題を解決することになる。Ｖ２Ｘは具体的には、Ｖ２Ｖ、Ｖ２Ｉ、およびＶ２Ｐの直接通信、ならびにＶ２Ｎの通信のやり取りなどといった、いくつかのアプリケーション要件を含む。Ｖ２Ｖとは車両同士の通信を指し、Ｖ２Ｐとは車両と人（歩行者、自転車に乗った人、運転者、または同乗者を含む）との間の通信を指し、Ｖ２Ｉとは車両とＲＳＵなどのネットワークデバイスとの間の通信を指す。さらに、Ｖ２ＮがＶ２Ｉに含まれてもよい。Ｖ２Ｎとは、車両と基地局／ネットワークとの間の通信を指す。ＲＳＵには、端末型ＲＳＵおよび基地局型ＲＳＵという２つのタイプが含まれている。端末型ＲＳＵは路側に配置されるので、端末型ＲＳＵは非可動状態にあり、可動性を考慮する必要はない。基地局型ＲＳＵは、基地局型ＲＳＵと通信する車両に、タイミング同期およびリソーススケジューリングを提供することができる。

例えば、本願の本実施形態では、車両隊列において、プライマリ制御端末デバイスは代替的にＲＳＵであってもよい。ＲＳＵには車両番号があってもよく、車両番号がなくてもよい。以下では、このシナリオにおける本願の技術的解決手段について具体的に説明する。

背景技術で述べた問題を解決するために、本願は安全な通信方法を提供する。図３に示すように、本方法は以下の段階を含む。

段階３００：第１端末デバイスがアプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得する。

車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子、および車両識別子に対応する且つ車両隊列内にある車両の番号が含まれている。

段階３０１：第１端末デバイスは車両隊列の各メンバー車両に第１メッセージを送信する。

第１メッセージは、車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる。

段階３０２：第１車両は第１端末デバイスにより送信された第１メッセージを受信する。

段階３０３：第１端末デバイスは第１ネゴシエーションメッセージを送信する。

第１ネゴシエーションメッセージには、第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている。

段階３０４：第１車両は車両隊列の第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する。

第２車両とは、車両隊列における第１車両以外のあらゆる車両である。

第２車両の第１ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている。

段階３０５：車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、第１車両は、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する。

段階３０６：第１端末デバイスは第２ネゴシエーションメッセージを送信する。

第２ネゴシエーションメッセージには、第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている。

段階３０７：第１車両は車両隊列の第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する。

第２車両の第２ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている。

段階３０８：第２車両の証明書確認がどれも成功した後に、第１車両は各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する。

前述の段階は単なる例であることに留意されたい。本願の本実施形態では、アプリケーションサーバは車両隊列のどの車両とも通信のやり取りを行うことができる。例えば、段階３００の別の実装形態は次の通りである。アプリケーションサーバは、車両隊列の車両情報を車両隊列の一部または全部の車両に送信する。

前述の方式は、車両隊列のどの車両にも適用可能である。これらの車両のうちの１つを一例として用いて、グループ鍵ネゴシエーションプロセスを説明する。この車両は、以下では第１車両と呼ばれる。車両隊列のどの車両も第１車両の操作を行うことが理解されるであろう。

第１車両Ｕｉが、車両隊列における第１車両Ｕｉの番号を第１端末デバイスから取得した後に、第１ネゴシエーションパラメータＮｉを生成し、第１車両Ｕｉにより生成された第１ネゴシエーションパラメータＮｉ、車両隊列における第１車両Ｕｉの番号、および第１車両Ｕｉの証明書を第１ネゴシエーションメッセージＭｉにカプセル化する。第１車両Ｕｉは、第１ネゴシエーションメッセージＭｉを送信し、車両隊列の第２車両Ｕｊにより送信された第１ネゴシエーションメッセージＭｊを受信する。第１ネゴシエーションメッセージＭｊには、第２車両Ｕｊの第１ネゴシエーションパラメータＮｊ、車両隊列における第２車両Ｕｊの番号、および第２車両Ｕｊの証明書が含まれている。第２車両Ｕｊとは、車両隊列における第１車両Ｕｉ以外のあらゆる車両である。

第２車両Ｕｊの証明書確認が成功した後に、第１車両Ｕｉは、車両隊列において番号が第１車両Ｕｉの番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータ（Ｎｉ－１）および第１ネゴシエーションパラメータ（Ｎｉ＋１）を用いて、第２ネゴシエーションパラメータＮｉ′を生成する。第１車両Ｕｉは第２ネゴシエーションメッセージＭｉ′を送信する。第２ネゴシエーションメッセージＭｉ′には、第２ネゴシエーションパラメータＮｉ′、車両隊列における第１車両Ｕｉの番号、第１車両Ｕｉの証明書が含まれている。さらに、第１車両Ｕｉは、車両隊列の第２車両Ｕｊにより送信された第２ネゴシエーションメッセージＭｊ′を受信する。第２ネゴシエーションメッセージＭｊ′には、第２車両Ｕｊの第２ネゴシエーションパラメータＮｊ′、車両隊列における第２車両Ｕｊの番号、および第２車両Ｕｊの証明書が含まれている。

第２車両Ｕｊの証明書確認が成功した後に、車両隊列の第２車両Ｕｊそれぞれの第２ネゴシエーションパラメータＮｉ′を用いてグループ鍵が生成される。

前述した方法によれば、グループ鍵ネゴシエーションプロセスでは、車両隊列のメンバー車両について確認が行われる。このようにして、車両隊列確立時に車両隊列のメンバー車両について確認を行うことにより生じる遅延が短縮され、グループ鍵ネゴシエーションプロセスにおけるセキュリティおよび信頼性が向上し、車両隊列のメンバー車両同士の安全な通信が実現される。

以下では、具体的な実施形態（実施形態１～実施形態４）を参照しながら、図２に示す実施形態の解決手段について詳細に説明する。
［実施形態１］

実施形態１では、車両隊列の事前設定段階を主に説明する。

図４は、本願の実施形態１による安全な通信方法に対応する概略フローチャートである。図４には、以下の段階が含まれている。

段階４０１：アプリケーションサーバが、自動運転による隊列走行に参加する車両に対して、グループ鍵ネゴシエーションに必要な共通パラメータおよび車両証明書を予め設定する。

アプリケーションサーバは、アプリケーションサーバにより管理される且つ隊列走行への参加をサポートする車両に対して、共通パラメータおよび車両証明書を設定する。共通パラメータとは、車両が車両隊列に参加して車両隊列のメンバー車両とグループ鍵ネゴシエーションプロセスを行うときにグループ鍵を計算するためのアルゴリズムに含まれる共通パラメータである。

車両証明書は、車両認証局により車両に対して発行され、車両の法的根拠を一意に識別するのに用いられる。例えば、車両証明書は代替的に、アプリケーションサーバの車両管理者により予め設定されてもよく、アプリケーションサーバにより車両に対して配信されてもよい。別の例では、代替的にアプリケーションサーバが車両認証局とやり取りして、車両証明書を取得してもよい。例えば、アプリケーションサーバは車両認証局に証明書の取得要求を送信する。この要求は車両の識別子を搬送する。車両認証局は、証明書の取得要求により要求された車両証明書をアプリケーションサーバに返す。

段階４０２：先導車両がアプリケーションサーバに車両隊列確立要求を送信し、それに応じて、アプリケーションサーバは先導車両により送信された車両隊列確立要求を受信する。

ここでの先導車両は単なる代役であり、確立予定の車両隊列の先頭にいる車両であってもよく、別の位置にいる車両であってもよい。本明細書では、先導車両は、車両隊列確立要求を開始する車両を示すのに用いられる。

例えば、車両隊列確立要求は、車両隊列を確立するよう先導車両がアプリケーションサーバに指示するのに用いられてよい。例えば、アプリケーションサーバはさらに、車両の位置および走行方向などの情報に基づいて、先導車両に近いエリアにいる１つまたは複数の車両を選択して、先導車両と共に車両隊列を形成してよい。あるいは、先導車両が車両隊列を確立してもよい。車両隊列確立要求は、車両隊列の各車両の車両識別子を搬送する。アプリケーションサーバは、車両識別子それぞれの確認を行い、車両隊列の確立に合意した後に、車両隊列の各車両の番号を定める。

別の例では、車両隊列に含まれる車両および車両情報は代替的に、アプリケーションサーバに予め設定されてもよい。例えば、複数の輸送トラックの場合、車両管理者はアプリケーションサーバを用いて複数の輸送トラックを１つの車両隊列として設定し、アプリケーションサーバはこの車両隊列に含まれる車両の番号を定める。アプリケーションサーバはさらに、車両隊列の各車両の証明書および車両の識別子といった情報を格納してよいことを理解されたい。例えば、車両の識別子は車両登録番号（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ、ＶＩＮ）であってよい。ＶＩＮは、製造業者により車両に割り当てられてよい。各車両には専用のＶＩＮがある。

車両隊列を確立する前述の方式は単なる一例であり、これが本願における車両隊列の確立に関する限定とはならないことに留意されたい。車両隊列を確立するどの方式も、本願の本実施形態に適用可能である。

段階４０３：アプリケーションサーバは車両隊列の車両情報を先導車両に送信し、それに応じて、先導車両は車両隊列の車両情報を受信する。車両情報はアプリケーションサーバにより送信される。

アプリケーションサーバは車両隊列の車両情報を先導車両に送信する。例えば、車両隊列の車両情報には、限定しないが、車両隊列のあらゆる車両の車両識別子および車両番号が含まれている。例えば、図２に示す車両隊列の場合、アプリケーションサーバにより先導車両に送信される車両情報は、車両識別子（ＶＩＮ＿１、ＶＩＮ＿２、ＶＩＮ＿３、ＶＩＮ＿４）および車両番号（１、２、３、４）であってよく、車両識別子と車両番号とは、配置順で１対１の対応関係にある。車両情報は、ＶＩＮ＿１の車両識別子を持つ車両の車両番号が１であること、ＶＩＮ＿２の車両識別子を持つ車両の車両番号が２であることを表しており、残りについても類推により推定されるであろう。別の例では、アプリケーションサーバにより先導車両に送信される車両情報は、車両識別子および車両番号のグループ情報、例えば、（ＶＩＮ＿１，１）、（ＶＩＮ＿２，２）、（ＶＩＮ＿３，３）、および（ＶＩＮ＿４，４）であってよい。

前述の車両番号は単なる例であり、車両番号の具体的な値は本願において限定されるものではないことに留意されたい。本願の本実施形態では、車両隊列に含まれている車両の番号は連続した整数であり、車両隊列のどの車両も異なる番号を有している。例えば、図２に示す車両隊列における車両の番号が、代替的に（２，３，４，５）でも（１０，１１，１２，１３）でもよい。

あるいは、段階４０３はアプリケーションサーバにより自発的に開始されてもよい。例えば、車両管理者がアプリケーションサーバを用いて車両隊列を設定する場合、アプリケーションサーバは、車両隊列の車両情報を先導車両に自発的に送信して、アプリケーションサーバにより示された車両を含む車両隊列を確立するよう先導車両に指示する。ここでの先導車両は、車両隊列においてどの番号の車両でも、どの走行位置にある車両でもよい。

段階４０４：先導車両は、車両隊列の車両情報に基づいてグループメンバー車両と共に、メッセージ認証を用いてグループ鍵ネゴシエーションプロセスを行う。

グループメンバー車両とは、車両隊列における先導車両以外のあらゆる車両を指す。

具体的には、グループ鍵ネゴシエーションプロセスは、予め設定されたアルゴリズムに基づいて一連の操作を行うことで取得され得る。例えば、車両隊列の各車両は１回または複数回のネゴシエーションを完了させて、グループ鍵を生成する。例えば、車両隊列の各車両は予め設定されたアルゴリズムに基づいて１回目のネゴシエーションパラメータを生成し、車両隊列の各車両は１回目のネゴシエーションパラメータでやり取りを行う。各車両は予め設定されたアルゴリズムおよび１回目のネゴシエーションパラメータに基づいて２回目のネゴシエーションパラメータを生成し、車両隊列の各車両は２回目のネゴシエーションパラメータでやり取りを行う。各車両は、自車で取得した２回目のネゴシエーションパラメータに基づいてグループ鍵を生成する。

グループ鍵の計算に用いる予め設定されたアルゴリズムは、本願の本実施形態において限定されるものではない。説明しやすくするために、以下では一例としてＢｕｒｍｅｓｔｅｒ－Ｄｅｓｍｅｄｔグループ鍵交換プロトコル（略してＢＤプロトコル）を用いて、本願の本実施形態におけるグループ鍵ネゴシエーションプロセスを説明する。

例として、ＢＤプロトコルベースのグループ鍵ネゴシエーションプロセスは、以下の段階を含み得る。

段階１：車両隊列のあらゆる車両が乱数ｒｉを生成する。ｉ＝１、２、３、…、ｎであり、（１，２，３，…，ｎ）が車両隊列のメンバー車両全ての車両番号である。乱数ｒｉは、車両番号がｉである車両により生成された乱数を表しており、１回目のネゴシエーションパラメータｙｉが乱数ｒｉに基づいて生成され、ブロードキャストされる。１回目のネゴシエーションパラメータｙｉは、以下の数式１を満たしている。

数式１では、

である。

この数式において、ｇおよびｐはパブリックパラメータである。パブリックパラメータは、段階４０１においてアプリケーションサーバにより設定されてよい。

段階２：ある車両が、別の車両のブロードキャストメッセージを受信し、番号が自車の車両番号に隣接している車両の１回目のネゴシエーションパラメータを用いて２回目のネゴシエーションパラメータＸｉを生成し、この２回目のネゴシエーションパラメータＸｉをブロードキャストする。２回目のネゴシエーションパラメータＸｉは、以下の数式２を満たしている。

数式２では、

である。

この数式において、（ｉ＋１）および（ｉ－１）はｉに隣接した車両番号である。隣接番号とは、先頭から末尾までつなぐ方式で順番に番号が配置された後に取得される隣接番号を指し、ｉの隣接番号は（ｉ＋１）および（ｉ－１）であることに留意されたい。図２に示す車両隊列に含まれる車両の番号（１，２，３，４）を例として用いる。番号１の隣接番号が２および４であり、番号２の隣接番号が３および１であり、番号３の隣接番号が４および２であり、番号４の隣接番号が１および３である。

車両隊列におけるある車両の１回目のブロードキャストメッセージには、前述の段階１に基づいて生成されたｙｉ、車両隊列におけるこの車両の番号、およびこの車両の証明書が含まれている。この番号は、車両隊列の別の車両に、ブロードキャストメッセージを送信する車両を示すのに用いられる。この別の車両は、車両隊列のさらに別の車両から１回目のブロードキャストメッセージを受信した場合、この車両の証明書について確認を行う必要がある。別の車両は、確認が成功した後に、その後のグループ鍵ネゴシエーションプロセスを継続して行う。確認が失敗した場合、別の車両はブロードキャストメッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスから抜ける。２回目のブロードキャストでは、１回目のブロードキャストのプロセスと同じプロセスが行われる。ここでは詳細について改めて説明しない。

任意選択で、ブロードキャストメッセージを送信する場合、車両がさらに、自車の秘密鍵を用いてネゴシエーションパラメータ（１回目のネゴシエーションパラメータおよび２回目のネゴシエーションパラメータ）に署名操作を行い、次いでこれらのネゴシエーションパラメータをブロードキャストメッセージにカプセル化してよい。車両隊列の別の車両のブロードキャストメッセージを受信した後に、且つ別の車両の証明書確認が成功した後に、署名データの確認が行われる。署名データの確認が成功した後に、その後のグループ鍵ネゴシエーションプロセスが継続して行われる。証明書確認または署名データの確認が失敗した場合、ブロードキャストメッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスから抜ける。このようにして、車両隊列のメンバー同士の通信に関するセキュリティおよび信頼性が向上する。

前述のグループ鍵ネゴシエーションプロセスは単なる一例であることに留意されたい。車両隊列の車両がネゴシエーションメッセージをブロードキャストしてよく、グループメンバー車両がネゴシエーションパラメータを同じ指定された端末デバイス、例えば、先導車両に送信してよい。先導車両は、車両隊列の各グループメンバー車両のネゴシエーションメッセージを受信し、車両隊列の全車両のネゴシエーションメッセージを圧縮し、圧縮されたメッセージを車両隊列の各グループメンバー車両に送信する。グループメンバー車両は、先導車両により送信されたメッセージを受信し、このメッセージを用いて他の車両のネゴシエーションパラメータを取得する。

段階４０５：先導車両およびグループメンバー車両は、グループ鍵ネゴシエーションプロセスを完了させて、グループ鍵を別々に生成する。

例えば、車両隊列のあらゆる車両が、取得した２回目のネゴシエーションパラメータを用いてグループ鍵を生成する。グループ鍵は以下の数式３を満たしている。

数式３では、

であり、

である。

段階４０６：車両隊列の各車両はグループ鍵を用いて互いに安全な通信を行う。

前述の段階では、先導車両により実行されるプロセスは、代替的にＲＳＵにより実行されてもよいことに留意されたい。このプロセスがＲＳＵにより実行される場合、ＲＳＵは、ＲＳＵのカバレッジエリアに基づいて、カバレッジエリア内の車両を車両隊列として確立してよい。詳細については、前述の関連説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

以下では、実施形態２～実施形態４を用いて、グループ鍵ネゴシエーションプロセスを詳細に説明する。
［実施形態２］ブロードキャスト

実施形態２では、図２に示すシステムアーキテクチャと、車両隊列の各車両がグループ鍵ネゴシエーションプロセスの２回のブロードキャストによってグループ鍵ネゴシエーションを完了させる一例とを用いて、本願の実施形態２における安全な通信を具体的に説明する。

図５は、本願の一実施形態による安全な通信方法に対応する概略フローチャートである。段階５０１から段階５０３は、図４の段階４０１～段階４０３の実行段階と同じであるため、ここでは詳細について改めて説明しない。以下では、相違点のみを説明する。

段階５０４：先導車両は車両隊列の各メンバー車両に第１メッセージをブロードキャストし、それに応じて、車両隊列の各メンバー車両は、先導車両によりブロードキャストされた第１メッセージを受信する。

具体的には、第１メッセージには、限定しないが、予め設定されたネゴシエーション要求フィールド、車両隊列の車両情報、第３署名データ、または先導車両の証明書が含まれている。

予め設定されたネゴシエーション要求フィールドは、第１メッセージのタイプを示しており、車両隊列の車両に、当該車両が車両隊列に参加した後にグループ鍵ネゴシエーションプロセスを行わせるのに用いられる。第３署名データは、先導車両の秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストに署名操作が行われた後に取得され、第３デジタルダイジェストは、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいて、先導車両が、予め設定されたネゴシエーション要求フィールドおよび車両隊列の車両情報にダイジェスト操作を行った後に取得される。ダイジェストアルゴリズムおよび署名アルゴリズムは、国際標準アルゴリズムであってよい。ダイジェストアルゴリズムおよび署名アルゴリズムは、本願の本実施形態において限定されるものではない。以下では、いくつかの例を挙げる。ダイジェストアルゴリズムは、ハッシュアルゴリズム（例えば、ＳＨＡ－２５６）またはＳＭ３などであってよい。署名アルゴリズムは、ＥＣＤＳＡであっても、ＳＭ２ベースの署名アルゴリズムであってもよい。

例えば、第１メッセージ（Ｍ１で表す）は下記の通りである。
Ｍ１＝Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ）｜｜Ｓｉｇｎ｛ｈａｓｈ［（Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ））］｝｜｜Ｌｃｅｒｔ

このアルゴリズムでは、｜｜は、ハイフンを示しており、メッセージフィールドを接続して新たなメッセージを形成するのに用いられる。Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑは、ネゴシエーション要求フィールドであり、これは予め設定された文字列、例えば、０１０１１０１１であってよい。（ＩＤｉ，Ｕｉ）は、車両隊列における任意の車両ｉの車両識別子ＩＤｉと、車両隊列における車両ｉの番号Ｕｉとに関するグループ情報を表しており、図２は、（ＩＤｉ，Ｕｉ）が（ＩＤ１，Ｕ１）、（ＩＤ２，Ｕ２）、（ＩＤ３，Ｕ３）、および（ＩＤ４，Ｕ４）を含む一例として用いられている。Ｓｉｇｎは、予め設定された署名アルゴリズムに基づいてメッセージに署名操作を行い、署名データを取得することを示す。ｈａｓｈは、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいてメッセージにダイジェスト操作を行い、デジタルダイジェストを取得することを示す。

具体的には、ｈａｓｈ［（Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ）］は、ハッシュアルゴリズムを用いて［（Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ）］に対して暗号化を行うことによって第１デジタルダイジェストを取得することを示す。Ｓｉｇｎ｛ｈａｓｈ［（Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ））］｝は、先導車両の秘密鍵を用いて第１デジタルダイジェストに署名操作を行うことを示す。署名操作およびダイジェスト操作は両方とも、対応する暗号化アルゴリズムを用いて暗号化を行うための操作と理解されるであろう。

Ｌｃｅｒｔは車両の証明書を示し、ここでは先導車両の証明書である。

段階５０５：先導車両によりブロードキャストされた第１メッセージを受信した後に、車両隊列のメンバー車両はそれぞれ、第１メッセージの確認を行う。

グループメンバー車両は、予め設定されたネゴシエーション要求フィールドに基づいて、第１メッセージが先導車両により開始されたグループ鍵ネゴシエーション要求メッセージであると判定し、第１メッセージに基づいて車両隊列に参加し、グループ鍵ネゴシエーションプロセスに入る。

第１メッセージを受信した後に、グループメンバー車両はそれぞれ、第１メッセージの確認を別々に行う。確認が成功した場合、グループ鍵ネゴシエーションプロセスを実行する。確認が失敗した場合、メッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスから抜ける。

例えば、図２では、先導車両の番号が１であり、他のグループメンバー車両の番号がそれぞれ、２、３、および４であると仮定する。説明しやすくするために、先導車両は以下では略して車両１と呼ばれ、他のグループメンバー車両は、略して車両２、車両３，および車両４と呼ばれる。段階５０４および段階５０５のプロセスが次のように説明され得る。車両１は第１メッセージをブロードキャストし、車両２、車両３，および車両４は、車両１によりブロードキャストされた第１メッセージを別々に受信する。車両２、車両３，および車両４は、第１メッセージの確認を別々に行う。以下では、一例としてグループメンバー車両（車両２）を用いて、車両２が第１メッセージ（Ｍ１）の確認を行うプロセスを説明する。具体的には、車両２がＭ１の確認を行うプロセスは、以下の段階を含む。

段階１：先導車両の、Ｍ１に含まれている証明書の確認を行う。

最初に、車両の証明書について次のように説明する。

車両認証局が車両の公開鍵と秘密鍵のペアを当該車両用に設定する。秘密鍵を用いて署名されたデータの解読を、公開鍵で行うことができる。車両認証局は、機密方式で秘密鍵を車両に通知する。公開鍵は、車両認証局により車両に発行された証明書で搬送される。例えば、車両の証明書には３つの部分が含まれており、それぞれ、車両の識別情報、認証局により車両に割り当てられた公開鍵、および認証局が認証局の秘密鍵を用いてメッセージの最初の２つの部分にダイジェスト操作および署名操作を行った後に取得されるデータである。以下の表１に示す通り、説明しやすくするために、表１は、先導車両の証明書を一例として用いることで証明書構造を示している。

車両認証局の公開鍵は公的に共有されるデータであり、どの車両もこの公開鍵を取得して格納し、別の車両の証明書について確認を行うことができることを理解されたい。

例えば、車両２が車両認証局の公開鍵を用いて、証明書の第３部分の解読を行う。解読が失敗した場合、証明書の確認が失敗する。解読が成功した場合、デジタルダイジェスト１（｛ｈａｓｈ（ＩＤ｜｜ｐｕｂｌｉｃ ｋｅｙ）｝）が取得される。さらに、車両２は、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいて、証明書の第１部分および第２部分にダイジェスト操作を行い、デジタルダイジェスト２を取得する。デジタルダイジェスト１がデジタルダイジェスト２と一致している場合、証明書の確認が成功する。または、デジタルダイジェスト１がデジタルダイジェスト２と一致していない場合、証明書の確認が失敗し、車両２は第１メッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスに参加しない。

段階２：証明書の確認が成功した後に、第３署名データの確認を行う。

証明書の確認が成功した後に、車両２は、証明書に含まれている先導車両の公開鍵（ｐｕｂｌｉｃ ｋｅｙ）を取得し、先導車両の公開鍵を用いて第３署名データの解読を行う。解読が失敗した場合、第３署名データの確認が失敗する。解読が成功した場合、デジタルダイジェスト３、すなわち、ｈａｓｈ［（Ａｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ））が取得される。次に、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいて、Ｍ１に含まれているＡｕｔｈ＿ＧＫＡ＿ｒｅｑ｜｜（ＩＤｉ，Ｕｉ）にダイジェスト操作が行われ、デジタルダイジェスト４が取得される。デジタルダイジェスト３がデジタルダイジェスト４と一致している場合、第１メッセージの確認が成功する。または、デジタルダイジェスト３がデジタルダイジェスト４と一致していない場合、車両２は第１メッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスに参加しない。

第１メッセージの確認が成功した後に、車両隊列のメンバー車両はそれぞれ、第１メッセージに含まれている（ＩＤｉ，Ｕｉ）に基づいて、メンバー車両の車両識別子ＩＤｉに対応する番号Ｕｉを照合する。車両は、取得した番号に基づいて、その後のグループ鍵ネゴシエーションプロセスを継続して実行してよい。車両識別子ＩＤｉは、車両が工場から出荷されるときに車両に割り当てられた車両ＶＩＮであってよく、車両識別子は車両に認識されている。

段階５０６：車両隊列の車両（先導車両を含む）はそれぞれ、第１ネゴシエーションパラメータを生成する。

以下では、一例としてＢＤプロトコルを用い、グループメンバー車両が第１ネゴシエーションパラメータを生成するプロセスを説明する。このプロセスは、以下の段階を含んでよい。

（１）車両ｉが乱数ｒｉをランダムに生成する。ｉは０より大きい且つｎより小さい整数であり、１、２、…、およびｎは車両隊列における各車両の番号である。例えば、車両１はランダム関数に基づいて乱数ｒ１を生成し、車両２は乱数ｒ２をランダムに生成し、車両３は乱数ｒ３をランダムに生成し、車両４は乱数ｒ４をランダムに生成する。

（２）車両ｉは、第１の予め設定されたアルゴリズムと車両ｉの乱数ｒｉとに基づく操作を行い、第１ネゴシエーションパラメータ（ｙｉで表す）を取得する。第１の予め設定されたアルゴリズムは前述の数式１であると仮定する。

（３）車両ｉは、第１ネゴシエーションパラメータｙｉおよび車両隊列における車両ｉの番号に、車両ｉの秘密鍵を用いて署名操作を行い、第１署名データを取得する（方式１と呼ばれる）。任意選択で、車両ｉはさらに、以下の方式で第１署名データを取得してよい。例えば車両ｉは、第１ネゴシエーションパラメータ、車両ｉの識別子、および車両隊列における車両ｉの番号に、車両ｉの秘密鍵を用いて署名操作を行い、第１署名データを取得する（方式２と呼ばれる）。以下では、説明のための一例として方式２を用いる。

車両ｉは、第１署名データ（Ｎｉで表す）を生成する。例えば、Ｎｉ＝Ｓｉｇｈ｛ｈａｓｈ（ｙｉ｜｜ＩＤｉ｜｜Ｕｉ）｝であり、Ｎｉをカプセル化して、第１ネゴシエーションメッセージ（Ｍｉで表す）を取得する。例えば、Ｍｉ＝ｙｉ｜｜ＩＤｉ｜｜Ｕｉ｜｜Ｎｉ｜｜Ｌｃｅｒｔ（Ｕｉ）である。

車両隊列の車両はそれぞれ、前述の方式における車両の第１ネゴシエーションパラメータｙｉおよび第１ネゴシエーションメッセージＭｉを生成し、ｉで車両ｉが識別される。

実現可能なケースでは、車両隊列の少なくとも２つの車両が同じ乱数を生成した場合、少なくとも２つの車両は同じ第１ネゴシエーションパラメータｙｉも生成する。

段階５０７：車両隊列の各車両は、自車で生成された第１ネゴシエーションメッセージをブロードキャストし、また車両隊列の任意の他の車両からブロードキャストされた第１ネゴシエーションメッセージを受信する。

図６は、車両隊列が１回目のブロードキャストを行う際の相互作用シナリオの概略図である。１回目のブロードキャストでブロードキャストされるメッセージとは、全車両により生成される第１ネゴシエーションメッセージである。

区別しやすくするために、車両１により生成される第１ネゴシエーションメッセージをＭ１で表し、車両２により生成される第１ネゴシエーションメッセージをＭ２で表し、車両３により生成される第１ネゴシエーションメッセージをＭ３で表し、車両４により生成される第１ネゴシエーションメッセージをＭ４で表す。図６では、車両隊列の１回目のブロードキャストは以下のことを含む。車両１はＭ１をブロードキャストし、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ４を受信する。車両２はＭ２をブロードキャストし、Ｍ１、Ｍ３、およびＭ４を受信する。車両３はＭ３をブロードキャストし、Ｍ１、Ｍ２、およびＭ４を受信する。車両４はＭ４をブロードキャストし、Ｍ１、Ｍ２、およびＭ３を受信する。

段階５０８：車両隊列の各車両は、他の車両から受信した第１ネゴシエーションメッセージの確認を行い、この確認が成功した後に第２ネゴシエーションパラメータを生成する。

以下では、あるグループメンバー車両（車両２）が別のグループメンバー車両（車両１）の第１ネゴシエーションメッセージの確認を行う一例を用いて、第１ネゴシエーションメッセージの確認を行うプロセスを説明する。このプロセスは、以下の段階を含んでよい。

（１）車両２は、第１ネゴシエーションメッセージに含まれている車両１の証明書について確認を行う。証明書の確認方式については、前述の段階５０５の具体的な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

（２）車両１の証明書確認が成功した後に、第１ネゴシエーションメッセージに含まれている第１署名データの確認が行われる。第１署名データの確認方式については、前述の段階５０５の具体的な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

第１ネゴシエーションメッセージの確認が成功した後に、車両隊列の各車両は、車両隊列において番号が自車の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを生成する。

以下では、さらにＢＤプロトコルに基づいて、グループメンバー車両が第１ネゴシエーションパラメータを生成するプロセスを説明する。このプロセスは、以下の段階を含んでよい。

（１）車両ｉは、第２の予め設定されたアルゴリズムと車両ｉの乱数ｒｉとに基づく操作を行い、第２ネゴシエーションパラメータＸｉを取得する。第２の予め設定されたアルゴリズムは前述の数式２であると仮定する。

（２）車両ｉは、第２ネゴシエーションパラメータＸｉおよび車両隊列における車両ｉの番号に、車両ｉの秘密鍵を用いて署名操作を行い、第２署名データを取得する（方式１と呼ばれる）。任意選択で、車両ｉはさらに、以下の方式で第２署名データを取得してよい。例えば車両ｉは、第２ネゴシエーションパラメータＸｉ、車両ｉの識別子ＩＤｉ、および車両隊列における車両ｉの番号Ｕｉに、車両ｉの秘密鍵を用いて署名操作を行い、第２署名データを取得する（方式２と呼ばれる）。以下では、説明のための一例として方式２を用いる。

車両ｉは第２署名データ（Ｎｉ′で表す）を生成する。例えば、Ｎｉ′＝Ｓｉｇｈ｛ｈａｓｈ（Ｘｉ｜｜ＩＤｉ｜｜Ｕｉ）｝であり、Ｎｉ′をカプセル化して、第２ネゴシエーションメッセージ（Ｍｉ′で表す）を取得する。例えば、Ｍｉ′＝Ｘｉ｜｜ＩＤｉ｜｜Ｕｉ｜｜Ｎｉ′｜｜Ｕｉ｜｜Ｌｃｅｒｔ（Ｕｉ）である。

車両隊列の各車両は、自車の第２ネゴシエーションパラメータＸｉおよび第２ネゴシエーションメッセージＭｉ′を前述の方式で生成する。

任意選択で、段階５０６において、各車両が、車両隊列の任意の他の車両の第１ネゴシエーションメッセージを受信した後に、任意の他の車両の証明書を格納する場合、段階５０８において各車両により生成される第２ネゴシエーションメッセージは証明書を搬送しなくてよい。各車両が、車両隊列の別の車両の第１ネゴシエーションメッセージを受信した後に、この別の車両の証明書を格納しない場合、各車両により生成される第２ネゴシエーションメッセージは、自車の証明書を搬送する必要がある。

段階５０９：車両隊列の各車両は、自車で生成された第２ネゴシエーションメッセージをブロードキャストし、また車両隊列の任意の他の車両からブロードキャストされた第２ネゴシエーションメッセージを受信する。

図７は、車両隊列が２回目のブロードキャストを行う際の相互作用シナリオの概略図である。２回目のブロードキャストでブロードキャストされるメッセージとは、全車両により生成される第２ネゴシエーションメッセージである。

区別しやすくするために、車両１により生成される第２ネゴシエーションメッセージをＭ１′で表し、車両２により生成される第２ネゴシエーションメッセージをＭ２′で表し、車両３により生成される第２ネゴシエーションメッセージをＭ３′で表し、車両４により生成される第２ネゴシエーションメッセージをＭ４′で表す。図７では、車両隊列の２回目のブロードキャストは以下のことを含む。車両１はＭ１′をブロードキャストし、Ｍ２′、Ｍ３′、およびＭ４′を受信する。車両２はＭ２′をブロードキャストし、Ｍ１′、Ｍ３′、およびＭ４′を受信する。車両３はＭ３′をブロードキャストし、Ｍ１′、Ｍ２′、およびＭ４′を受信する。車両４はＭ４′をブロードキャストし、Ｍ１′、Ｍ２′、およびＭ３′を受信する。

段階５１０：車両隊列の各車両は、取得した任意の他の車両の第２ネゴシエーションメッセージについて確認を行い、その確認が成功した後に、取得した任意の他の車両の第２ネゴシエーションメッセージを用いてグループ鍵を生成する。

以下では、あるグループメンバー車両（車両２）が別のグループメンバー車両（車両１）の第２ネゴシエーションメッセージについて確認を行う一例を用いて、第２ネゴシエーションメッセージの確認を行うプロセスを説明する。このプロセスは、以下の段階を含んでよい。

（１）車両２は、第２ネゴシエーションメッセージに含まれている車両１の証明書の確認を行う。証明書の確認方式については、前述の段階５０６の具体的な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

任意選択で、段階５０６において、車両２は、番号が車両２の番号に隣接している車両（車両１および車両３）の証明書について確認を行っている。この場合、段階５１１において、車両２は、車両１および車両３の証明書について反復確認を行ってよい。あるいは、車両２は、車両１および車両３の証明書について反復確認を行わなくてもよい。これについては、本願の本実施形態において限定されるものではない。

（２）車両１の証明書確認が成功した後に、第２ネゴシエーションメッセージに含まれている第２署名データの確認が行われる。第２署名データの確認方式については、前述の段階５０６の具体的な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

第２ネゴシエーションメッセージの確認が成功した後に、車両隊列の各車両は、車両隊列の別の車両の取得した第２ネゴシエーションパラメータに基づいてグループ鍵を生成する。

以下では、さらにＢＤプロトコルに基づいて、車両隊列の各車両がグループ鍵を生成するプロセスを説明する。このプロセスには、車両ｉが第３の予め設定されたアルゴリズムと車両ｉの乱数ｒｉとに基づく操作を行い、グループ鍵を取得することが含まれてよい。第３の予め設定されたアルゴリズムは前述の数式３であると仮定する。

段階５１１：車両隊列の車両は、グループ鍵を用いて車両隊列の任意の他の車両と安全な通信を行う。

前述のプロセス段階では、先導車両により行われる操作が代替的に、ＲＳＵにより行われてもよいことに留意されたい。同様に、ＲＳＵは車両隊列における番号を有している。例えば、車両隊列には、ＲＳＵ、車両２、車両３、および車両４が含まれている。ＲＳＵの番号が１であり、車両２の番号が２であり、車両３の番号が３であり、車両４の番号が４である。ＲＳＵは、先導車両により行われる前述の操作段階を行う。言い換えれば、ＲＳＵはグループ鍵ネゴシエーションプロセスの計算およびブロードキャストに参加する。詳細については、図５に示すプロセスで先導車両により行われる各段階を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。
［実施形態３］ユニキャスト

実施形態３では、図２に示すシステムアーキテクチャと、車両隊列の各車両がグループ鍵ネゴシエーションプロセスの２回のユニキャストによってグループ鍵ネゴシエーションを完了させる一例とを用いて、本願の本実施形態における安全な通信を具体的に説明する。

図８Ａおよび図８Ｂは、本願の一実施形態による安全な通信方法に対応する概略フローチャートである。段階８０１～段階８０６および段階８１５は、図５の段階５０１～段階５０６および段階５１１の実行段階と同じであるため、ここでは詳細について改めて説明しない。以下では、相違点のみを説明する。

段階８０７：車両隊列の各車両は、同じ指定の端末デバイスに、自車でそれぞれ生成された第１ネゴシエーションメッセージを送信する。

指定の端末デバイスとは車両隊列の車両であることを理解されたい。例えば、指定の端末デバイスは先導車両であっても、指定の番号を有する車両であっても、指定の走行位置にいる車両であってもよい。これについては、本願の本実施形態において限定されるものではない。

以下では、指定の端末デバイスが先導車両である一例を用いて、段階８０７を具体的に説明する。

車両隊列のグループメンバー車両が、グループメンバー車両でそれぞれ生成された第１ネゴシエーションパラメータを先導車両に送信する。例えば、図２では、車両１が先導車両である。車両１、車両２、車両３、および車両４はそれぞれ、段階８０６において第１ネゴシエーションメッセージを生成する。段階８０７では、車両２はユニキャスト（ポイントツーポイント）方式で、車両２で生成された第１ネゴシエーションメッセージを車両１に送信する。同様に、車両３はユニキャスト（ポイントツーポイント）方式で、車両３で生成された第１ネゴシエーションメッセージを車両１に送信し、車両４はユニキャスト（ポイントツーポイント）方式で、車両４で生成された第１ネゴシエーションメッセージを車両１に送信する。

段階８０８：指定の端末デバイスは、車両隊列の他の車両から受信した第１ネゴシエーションメッセージの確認を行い、この確認が成功した後に第１データパケットを生成する。第１データパケットには、車両隊列の全車両の第１ネゴシエーションパラメータが含まれている。

以上のように、指定の端末デバイスが先導車両である一例が用いられる。先導車両は、車両２、車両３、および車両４に対応する第１ネゴシエーションメッセージを受信した後に、グループメンバー車両の第１ネゴシエーションメッセージの確認を別々に行う。確認プロセスには以下の段階が含まれる。各車両の証明書について確認を行う段階と、証明書の確認が成功した後に、第１ネゴシエーションメッセージ内の第１署名データについて確認を行う段階である。具体的な確認方式については、段階５０５の各確認段階を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

第１ネゴシエーションメッセージの確認が成功した後に、先導車両は各車両の第１ネゴシエーションメッセージ内にある第１ネゴシエーションパラメータ（ｙｉ）を取得し、車両隊列の全車両の第１ネゴシエーションパラメータを圧縮して、第１データパケットを生成する。例えば（例１）、第１データパケットには、各車両の第１ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における車両の番号が含まれている。例えば、第１データパケットには、（車両１の第１ネゴシエーションパラメータ，１）、（車両２の第１ネゴシエーションパラメータ，２）、（車両３の第１ネゴシエーションパラメータ，３）、および（車両４の第１ネゴシエーションパラメータ，４）が含まれている。別の例（例２）では、第１データパケットの第１ネゴシエーションパラメータは、車両隊列における各車両の番号に基づいて配置される。例えば、第１データパケットには、車両１の第１ネゴシエーションパラメータ、車両２の第１ネゴシエーションパラメータ、車両３の第１ネゴシエーションパラメータ、および車両４の第１ネゴシエーションパラメータが含まれている。以下では、一例として例２を用い、その後のプロセスを説明する。

指定の端末デバイスは指定の端末デバイスの第１ネゴシエーションメッセージを送信する必要がないため、指定の端末デバイスは段階８０６において第１ネゴシエーションパラメータを生成するだけでよいことに留意されたい。さらに、任意の車両の第１ネゴシエーションメッセージの確認が失敗した場合、指定の端末デバイスはこのメッセージを破棄して、グループ鍵ネゴシエーションプロセスから抜ける。

例えば、第１データパケットのパッケージングプロセスには、以下のことが含まれる。すなわち、車両隊列における番号に基づいて配置された各車両の第１ネゴシエーションパラメータｙｉに、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいてダイジェスト操作を行い、対応するデジタルダイジェストを取得すること、指定の端末デバイスが端末デバイスの秘密鍵を用いてデジタルダイジェストに署名操作を行い、対応する署名データ１を取得すること、ならびに、指定の端末デバイスが、車両隊列における番号に基づいて配置された全車両の第１ネゴシエーションパラメータおよび署名データ１をカプセル化して、第１データパケットを生成することである。例えば、第１データパケット（データ１で表す）については、ｄａｔａ１＝ｙ１｜｜ｙ２｜｜ｙ３｜｜ｙ４｜｜ｓｉｇｈ｛ｈａｓｈ（ｙ１｜｜ｙ２｜｜ｙ３｜｜ｙ４）｝｜｜Ｌｃｅｒｔ（指定の端末デバイス）である。この数式において、ｙ１は車両１の第１ネゴシエーションパラメータであり、ｙ２は車両２の第１ネゴシエーションパラメータであり、ｙ３は車両３の第１ネゴシエーションパラメータであり、ｙ４は車両４の第１ネゴシエーションパラメータである。

段階８０９：指定の端末デバイスは車両隊列の任意の他の車両に第１データパケットを送信する。

例えば、指定の端末デバイスは第１データパケットをブロードキャストしてよく、対応する車両隊列の別の車両が、指定の端末デバイスによりブロードキャストされた第１データパケットを受信する。別の例では、指定の端末デバイスは代替的に、ユニキャスト方式で第１データパケットを各メンバー車両に送信してよい。

段階８１０：車両隊列における指定の端末デバイス以外の各車両は、指定の端末デバイスにより送信された第１データパケットを受信し、第１データパケットの確認を行い、第１データパケットの確認が成功した後に第２ネゴシエーションメッセージを生成する。

例えば、図２では、車両１は第１データパケットをブロードキャストし、車両２、車両３、および車両４は車両１によりブロードキャストされた第１データパケットを別々に受信し、車両２、車両３、および車両４は受信した第１データパケットの確認を別々に行う。以下では、一例として１つの車両（車両２）を用いて、第１データパケットの確認を行うプロセスを説明する。このプロセスは、以下の段階を含む。

車両２は車両１の証明書について確認を行い、車両１の証明書確認が成功した後に署名データ１の確認を行う。具体的な確認段階については、段階５０５の説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

第１データパケットの確認が成功した後に、番号がこの車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータが取得され、第２ネゴシエーションパラメータおよび第２ネゴシエーションメッセージが生成される。具体的な生成プロセスについては、段階５０８の説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

車両隊列の各車両は、前述の方式で自車の第２ネゴシエーションパラメータおよび第２ネゴシエーションメッセージを生成する。先導車両は先導車両の第２ネゴシエーションメッセージを送信する必要がないため、先導車両は段階８１０において第２ネゴシエーションパラメータを生成するだけでよいことに留意されたい。

段階８１１：車両隊列の各車両は、同じ指定の端末デバイスに、自車でそれぞれ生成された第２ネゴシエーションメッセージを送信する。

段階８１２：指定の端末デバイスは、車両隊列の他の車両から受信した第２ネゴシエーションメッセージの確認を行い、この確認が成功した後に第２データパケットを生成する。第２データパケットには、車両隊列の全車両の第２ネゴシエーションパラメータが含まれている。

各車両の第２ネゴシエーションメッセージの確認方式については、段階５１０の具体的な説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

各車両の第２ネゴシエーションメッセージの確認が成功した後に、先導車両は各車両の第１ネゴシエーションメッセージ内にある第２ネゴシエーションパラメータ（Ｘｉ）を取得し、車両隊列の車両全ての第２ネゴシエーションパラメータを圧縮して第２データパケットを生成する。第２データパケットの第２ネゴシエーションパラメータは、車両隊列における車両の番号に基づいて配置される。例えば（例３）、第２データパケットには、各車両の第２ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における車両の番号が含まれている。例えば、第２データパケットには、（車両１の第２ネゴシエーションパラメータ，１）、（車両２の第２ネゴシエーションパラメータ，２）、（車両３の第２ネゴシエーションパラメータ，３）、および（車両４の第２ネゴシエーションパラメータ，４）が含まれている。別の例（例４）では、第２データパケットの第２ネゴシエーションパラメータは、車両隊列における各車両の番号に基づいて配置される。例えば、第２データパケットには、車両１の第２ネゴシエーションパラメータ、車両２の第２ネゴシエーションパラメータ、車両３の第２ネゴシエーションパラメータ、および車両４の第２ネゴシエーションパラメータが含まれている。以下では、一例として例４を用い、その後のプロセスを説明する。

例えば、第２データパケットのパッケージングプロセスには、以下のことが含まれる。すなわち、車両隊列における番号に基づいて配置された各車両の第２ネゴシエーションパラメータＸｉに、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づいてダイジェスト操作を行い、対応するデジタルダイジェストを取得すること、指定の端末デバイスが端末デバイスの秘密鍵を用いてデジタルダイジェストに署名操作を行い、対応する署名データ２を取得すること、ならびに、指定の端末デバイスが、車両隊列における番号に基づいて配置された全車両の第２ネゴシエーションパラメータおよび署名データ２をカプセル化して、第２データパケットを生成することである。例えば、第２データパケット（データ２で表す）については、ｄａｔａ２＝Ｘ１｜｜Ｘ２｜｜Ｘ３｜｜Ｘ４｜｜ｓｉｇｈ｛ｈａｓｈ（Ｘ１｜｜Ｘ２｜｜Ｘ３｜｜Ｘ４）｝｜｜Ｌｃｅｒｔ（指定の端末デバイス）である。

段階８１３：指定の端末デバイスは車両隊列の任意の他の車両に第２データパケットを送信する。

例えば、指定の端末デバイスは第２データパケットをブロードキャストしてよく、対応する車両隊列の別の車両が、指定の端末デバイスによりブロードキャストされた第２データパケットを受信する。別の例では、指定の端末デバイスは代替的に、ユニキャスト方式で第２データパケットを各メンバー車両に送信してよい。

段階８１４：車両隊列における指定の端末デバイス以外の各車両は、指定の端末デバイスにより送信された第２データパケットを受信し、第２データパケットの確認を行い、第２データパケットの確認が成功した後にグループ鍵を生成する。

段階８１４の実行方式については、各車両が第１データパケットの確認を行う段階８１０の実行段階を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

車両隊列の各車両がグループ鍵を生成する方式については、段階８１０の実行段階を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

一実装形態において、前述のプロセス段階では、指定の端末デバイスにより行われる操作が代替的に、ＲＳＵにより行われてもよい。同様に、ＲＳＵは車両隊列における番号を有している。例えば、車両隊列には、ＲＳＵ、車両２、車両３、および車両４が含まれている。ＲＳＵの番号が１であり、車両２の番号が２であり、車両３の番号が３であり、車両４の番号が４である。ＲＳＵは、指定の端末デバイスにより行われる前述の操作段階を行う。詳細については、図８Ａおよび図８Ｂに示すプロセスで指定の端末デバイスにより行われる各段階を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。
［実施形態４］ＲＳＵが車両隊列における番号を有していないケース

一実装形態において、ＲＳＵを指定の端末デバイスとして用いる場合、ＲＳＵは車両隊列における番号を有していなくてもよい。例えば、車両隊列には、ＲＳＵ、車両２、車両３、および車両４が含まれている。車両２の番号が１であり、車両３の番号が２であり、車両４の番号が３である。車両隊列の各番号は単なる例であり、１から始まる番号に限定されるわけではない。本願の本実施形態における番号は、連続した重複しない正の整数である。例えば、車両２の番号が３であり、車両３の番号が４であり、車両４の番号が５である。これについては、本願の本実施形態において限定されるものではない。

ＲＳＵを指定の端末デバイスとして用いる場合、ＲＳＵは、指定の端末デバイスにより行われる前述の操作段階を行う。相違点は、ＲＳＵが車両隊列における番号を有していない場合、ＲＳＵは第１ネゴシエーションパラメータおよび第２ネゴシエーションパラメータを計算するプロセスに参加せず、車両隊列の各車両の要約操作および転送操作を行うためだけに用いられるということにある。言い換えれば、ＲＳＵは車両隊列の各車両の第１ネゴシエーションメッセージおよび第２ネゴシエーションメッセージを受信し、第１データパケットおよび第２データパケットを生成し、第１データパケットおよび第２データパケットを送信する。

本願で提供された前述の実施形態では、本願の実施形態において提供された各方法が、デバイス同士のやり取りの観点から別々に説明されている。本願の前述の実施形態において提供された各方法の諸機能を実現するために、第１端末、第２端末、およびネットワークデバイスは、ハードウェア構造体および／またはソフトウェアモジュールを含み、ハードウェア構造体、ソフトウェアモジュール、またはハードウェア構造体とソフトウェアモジュールとの組み合わせの形態で前述の機能を実現することができる。前述の機能における特定の機能がハードウェア構造体、ソフトウェアモジュール、およびハードウェア構造体とソフトウェアモジュールとの組み合わせのいずれにより行われるかは、技術的解決手段の特定の用途および設計上の制約によって決まる。

本願の実施形態では、モジュール分割は一例であり、単なる論理的な機能分割にすぎない。実際の実装形態では、別の分割方式が用いられてもよい。さらに、本願の実施形態における各機能モジュールが１つのプロセッサに統合されてもよく、物理的に単独で存在してもよく、２つまたはそれより多くのモジュールが１つのモジュールに統合される。統合されたモジュールは、ハードウェアの形態で実装されてもよく、ソフトウェア機能モジュールの形態で実装されてもよい。

前述の概念と同じく、図９に示すように、本願の一実施形態がさらに、前述した方法における第１車両または第１端末デバイスの機能を実現するように構成された装置９００を提供する。例えば、本装置は、ソフトウェアモジュールでも、またはチップシステムでもよい。本願の本実施形態では、チップシステムはチップを含んでもよく、チップおよび別の個別コンポーネントを含んでもよい。装置９００は、処理ユニット９０１および通信ユニット９０２を含んでよい。

本願の本実施形態では、通信ユニットは代替的に、送受信機ユニットと呼ばれることがあり、送信ユニットおよび／または受信ユニットを含んでよい。送信ユニットおよび受信ユニットはそれぞれ、前述した方法の実施形態における第１車両、第１端末デバイス、またはアプリケーションサーバにより行われる送信段階および受信段階を行うように構成されている。

本願の本実施形態において提供される通信装置を、図９および図１０を参照して詳細に説明する。装置の実施形態の説明が方法の実施形態の説明に対応することを理解されたい。したがって、詳細に説明していない内容については、前述した方法の実施形態を参照されたい。簡潔にするために、ここでは詳細について改めて説明しない。

実現可能な一設計例において、装置９００は、前述した方法の実施形態における第１車両または第１端末デバイスにより行われる段階またはプロセスに対応する段階またはプロセスを実現し得る。以下では、個別に説明を提供する。

例えば、装置９００が前述のプロセスにおける第１車両の機能を実現する場合、通信ユニット９０２は、第１端末デバイスから第１メッセージを受信することであって、第１メッセージは車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、第１ネゴシエーションメッセージには、第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、第２車両は車両隊列における第１車両以外の任意の他の車両であり、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、処理ユニット９０１は、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定するように構成されている。通信ユニット９０２はさらに、第２ネゴシエーションメッセージを送信することであって、第２ネゴシエーションメッセージには、第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、第２車両からの第２ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、処理ユニット９０１はさらに、第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージにはさらに第１署名データが含まれており、第１署名データは、第２ネゴシエーションパラメータおよび車両隊列における第２車両の番号を用いて署名操作を行うことにより取得される。

実現可能な一実装形態では、処理ユニット９０１は具体的に、第２車両の証明書確認が成功し、且つ第１署名データの確認が成功した後に、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、第２車両の第２ネゴシエーションメッセージにはさらに、第２署名データが含まれており、第２署名データは、第２ネゴシエーションパラメータおよび第２車両の番号を用いて署名操作を行うことにより取得される。

実現可能な一実装形態では、処理ユニット９０１は具体的に、第２車両の証明書確認が成功し、且つ第２署名データの確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいてグループ鍵を生成するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、車両隊列の車両情報、第３署名データ、および第１メッセージを送信する第１デバイスの証明書が含まれており、ネゴシエーション要求フィールドは、車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれており、第３署名データは、第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、第３デジタルダイジェストは、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、ネゴシエーション要求フィールドおよび車両隊列の車両情報を用いて決定される。

実現可能な一実装形態では、第１端末デバイスの証明書には第１端末デバイスの公開鍵が含まれており、処理ユニット９０１は具体的に、第１端末デバイスの証明書確認が成功し、且つ第３署名データの証明書確認が成功した後に、車両隊列の車両情報に基づいて、第１車両の車両識別子に対応する番号を決定するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、処理ユニット９０１はさらに、処理ユニット９０１により生成された第１乱数を用いて、第１の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、第１ネゴシエーションパラメータを取得するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、処理ユニット９０１は具体的に、処理ユニット９０１により生成された第１乱数と、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータとを用いて、第２の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、第２ネゴシエーションパラメータを取得するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、処理ユニット９０１は具体的に、処理ユニット９０１により生成された第１乱数と、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータと、車両隊列において番号が第１車両の番号の後に続く第２車両の第２ネゴシエーションパラメータとを用いて、第３の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、グループ鍵を取得するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、通信ユニット９０２はさらに、車両隊列の任意の車両にデータを送信する前に、グループ鍵を用いて、やり取りする必要があるデータを暗号化し、暗号化したデータを対象となる車両に送信する、且つ／または、車両隊列の任意の車両からデータを受信した後に、第１車両がグループ鍵を用いて、受信したデータを解読するように構成されている。

実現可能な一実装形態では、通信装置は第１端末デバイスである。

例えば、装置９００が前述のプロセスにおける第１端末デバイスの機能を実現する場合、通信ユニット９０２は、アプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得することであって、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれている、取得することと、車両隊列の各車両に第１メッセージを送信することであって、第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、車両隊列の車両情報、第３署名データ、および第１メッセージを送信する第１デバイスの証明書が含まれている、送信することとを行うように構成されている。ネゴシエーション要求フィールドは、車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、車両隊列の車両情報には、車両隊列の各車両の車両識別子と、車両隊列において車両識別子に対応する車両の番号とが含まれており、第３署名データは、第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、第３デジタルダイジェストは予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、ネゴシエーション要求フィールドおよび車両隊列の車両情報を用いて決定される。

実現可能な一実装形態では、通信ユニット９０２はさらに、車両隊列の任意の他の車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信し、また車両隊列の任意の他の車両に第１データパケットを送信するように構成されており、第１データパケットには、車両隊列の任意の車両の第１ネゴシエーションメッセージが含まれている、且つ／または、車両隊列の任意の他の車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信し、また車両隊列の任意の他の車両に第２データパケットを送信するように構成されており、第２データパケットには、車両隊列の任意の車両の第２ネゴシエーションメッセージが含まれている。

実現可能な一実装形態では、第１端末デバイスは車両隊列において任意の番号を有する車両である、または第１端末デバイスは路側デバイスＲＳＵである。

実現可能な一実装形態では、通信装置はアプリケーションサーバである。

例えば、装置９００が前述のプロセスにおけるアプリケーションサーバの機能を実現する場合、通信ユニット９０２は第１端末デバイスに車両隊列の車両情報を送信する。

図１０は、本願の一実施形態による装置１０００を示している。図１０に示す装置は、図９に示す装置のハードウェア回路の一実装形態であってよい。通信装置は、図３～図５ならびに図８Ａおよび図８Ｂに示すフローチャートに適用可能であり、前述した方法の実施形態における第１車両、第１端末デバイス、またはアプリケーションサーバの機能を行うことができる。説明しやすくするために、図１０には、通信装置の主要コンポーネントのみを示している。

図１０に示す装置１０００は、本願の実施形態において提供された図３～図５ならびに図８Ａおよび図８Ｂにおける方法のうちのいずれか１つを実現するように構成された、少なくとも１つのプロセッサ１０２０を含む。

装置１０００はさらに、プログラム命令および／またはデータを格納するように構成された少なくとも１つのメモリ１０３０を含んでよい。メモリ１０３０は、プロセッサ１０２０に結合されている。本願の本実施形態における結合とは、装置同士、ユニット同士、またはモジュール同士の間接的結合または通信接続であり、この結合は、電気的形態であっても、機械的形態であっても、別の形態であってもよく、装置同士、ユニット同士、またはモジュール同士の情報交換に用いられる。プロセッサ１０２０は、メモリ１０３０と連携してよい。プロセッサ１０２０は、メモリ１０３０に格納されたプログラム命令を実行してよい。少なくとも１つのメモリのうちの少なくとも１つは、プロセッサに含まれてよい。

実装プロセスでは、前述した方法の各段階は、プロセッサのハードウェア集積論理回路を用いて、またはソフトウェアの形態の命令を用いて実装されてよい。本願の実施形態を参照して開示された方法の各段階は、ハードウェアプロセッサによって行われてもよく、プロセッサのハードウェアとソフトウェアモジュールとの組み合わせを用いて行われてもよい。ソフトウェアモジュールは、当該技術分野において成熟した記憶媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ、プログラム可能型読み出し専用メモリ、電気的消去可能プログラム可能型メモリ、またはレジスタに配置されてよい。記憶媒体はメモリに配置され、プロセッサは、メモリ内の情報を読み出し、プロセッサのハードウェアと組み合わせて前述した方法の各段階を完了させる。繰り返しを避けるために、ここでは詳細について改めて説明しない。

本願の本実施形態におけるプロセッサは集積回路チップであってよく、信号処理能力を有していることに留意されたい。実装プロセスにおいて、前述した方法の実施形態の各段階は、プロセッサにおけるハードウェア集積論理回路を用いて、またはソフトウェア形態の命令を用いて実現され得る。前述のプロセッサは、汎用プロセッサ、デジタル信号処理回路（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、別のプログラム可能型論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタによる論理デバイス、または個別のハードウェアコンポーネントであってもよい。プロセッサは、本願の実施形態において開示された方法、段階、および論理ブロック図を実現しても行ってもよい。汎用プロセッサがマイクロプロセッサであってもよく、プロセッサが任意の従来のプロセッサなどであってもよい。本願の実施形態を参照して開示された方法の各段階は、ハードウェアデコードプロセッサにより行われてもよく、デコードプロセッサのハードウェアとソフトウェアモジュールとの組み合わせを用いて行われてもよい。ソフトウェアモジュールは、当該技術分野において成熟した記憶媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ、プログラム可能型読み出し専用メモリ、電気的消去可能プログラム可能型メモリ、またはレジスタに配置されてよい。記憶媒体はメモリに配置され、プロセッサは、メモリ内の情報を読み出し、プロセッサのハードウェアと組み合わせて、前述した方法の各段階を完了させる。

本願の本実施形態におけるメモリは、揮発性メモリであっても不揮発性メモリであってもよく、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含んでもよいことが理解されるであろう。不揮発性メモリは、読み出し専用メモリ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、プログラム可能型読み出し専用メモリ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ、ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能型読み出し専用メモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能型読み出し専用メモリ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ）、またはフラッシュメモリであってもよい。揮発性メモリは、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）であってよく、外部キャッシュとして用いられる。限定的な説明ではなく例として、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ、ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ｄｏｕｂｌｅ ｄａｔａ ｒａｔｅ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＳＤＲＡＭ、ＥＳＤＲＡＭ）、シンクロナスリンクダイナミックランダムアクセスメモリ（ｓｙｎｃｈｌｉｎｋ ＤＲＡＭ、ＳＬＤＲＡＭ）、およびダイレクトラムバスランダムアクセスメモリ（ｄｉｒｅｃｔ ｒａｍｂｕｓ ＲＡＭ、ＤＲ ＲＡＭ）といった多くの形式のＲＡＭが用いられてよい。本明細書において説明されたシステムおよび方法のメモリには、限定しないが、これらのメモリおよび別の適切なタイプのあらゆるメモリが含まれることに留意されたい。

装置１０００はさらに、伝送媒体を通じて別のデバイスと通信するように構成された通信インタフェース１０１０を含んでよい。これにより、装置１０００における装置が別のデバイスと通信できるようになる。本願の本実施形態では、通信インタフェースは、送受信機、回路、バス、モジュール、または別のタイプの通信インタフェースであってもよい。本願の本実施形態では、通信インタフェースが送受信機である場合、送受信機は、独立した受信器および独立した送信器を含んでもよく、送受信機の機能またはインタフェース回路と統合された送受信機であってもよい。

装置１０００はさらに、通信回線１０４０を含んでよい。通信インタフェース１０１０、プロセッサ１０２０、およびメモリ１０３０は、通信回線１０４０を通じて互いに接続されてよい。通信回線１０４０はペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ、ＰＣＩ）バス、または拡張業界標準アーキテクチャ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、略してＥＩＳＡ）バスなどであってよい。通信回線１０４０は、アドレスバス、データバス、および制御バスなどに分類されてよい。表現しやすくするために、図１０ではバスを表すために用いられている太線が１つしかないが、このことは、バスが１つしかないこと、または、バスのタイプが１つしかないことを意味しているわけではない。

例えば、装置１０００が前述のプロセスにおける第１車両の機能を実現する場合、通信インタフェース１０１０は、第１端末デバイスから第１メッセージを受信することであって、第１メッセージは車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、第１ネゴシエーションメッセージには、第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、第２車両は車両隊列における第１車両以外の任意の他の車両であり、第２車両の第１ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、プロセッサ１０２０は、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、車両隊列において番号が第１車両の番号に隣接している車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定するように構成されている。通信インタフェース１０１０はさらに、第２ネゴシエーションメッセージを送信することであって、第２ネゴシエーションメッセージには、第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第１車両の番号、および第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、第２車両からの第２ネゴシエーションメッセージには、第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、車両隊列における第２車両の番号、および第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、プロセッサ１０２０はさらに、第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成するように構成されている。

プロセッサ１０２０および通信インタフェース１０１０により行われる他の方法については、図３～図５ならびに図８Ａおよび図８Ｂに示す方法のプロセスについての説明を参照されたい。ここでは詳細について改めて説明しない。

本願の実施形態では、プロセッサは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイもしくは別のプログラム可能型論理デバイス、個別のゲートもしくはトランジスタによる論理デバイス、または個別のハードウェアコンポーネントであってもよく、プロセッサは、本願の実施形態において開示された方法、段階、および論理ブロック図を実現しても実行してもよいことに留意されたい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサまたは任意の従来のプロセッサなどであってもよい。本願の実施形態を参照して開示された方法の各段階は、ハードウェアプロセッサによって直接的に行われてもよく、プロセッサのハードウェアとソフトウェアモジュールとの組み合わせを用いて行われてもよい。

本願の実施形態では、「および／または」という用語は、関連する対象同士の対応関係を説明し、３つの関係が存在し得ることを表している。例えば、Ａおよび／またはＢは、以下のように、Ａのみが存在する場合と、ＡおよびＢの両方が存在する場合と、Ｂのみが存在する場合とを表し得る。ここで、ＡおよびＢは単数形でも複数形でもよい。「／」という文字は概して、関連する対象同士の「または」の関係を示す。「以下の項目（要素）のうちの少なくとも１つ」またはその類似表現は、これらの項目のあらゆる組み合わせを指し、単数の項目（要素）または複数の項目（要素）のあらゆる組み合わせを含む。例えば、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」とは、ａ、ｂ、ｃ、ａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、またはａとｂとｃを示し得る。ここで、ａ、ｂ、およびｃは単数形でも複数形でもよい。「複数の」は、２つまたは２つより多いことを意味する。

本願の実施形態における「例えば」という用語は、例、例示、または説明を加えることを表すのに用いられる。本願において「例」として説明されたどの実施形態または設計方式も、別の実施形態または設計方式より好ましい、またはより多くの利点を有していると説明されるべきではない。具体的には、「例」という用語は、特定の方式の概念を提示するのに用いられる。

任意選択で、本願の実施形態において述べられている「第１」および「第２」などの序数は、複数の対象同士を区別するのに用いられることがあるが、複数の対象の順序、時系列、優先度、または重要性を限定するのに用いられるわけではない。例えば、第１情報および第２情報の場合、異なるシグナリングを区別することが意図されているだけであり、２つのタイプの情報が内容、優先度、送信順序、または重要性などにおいて異なることを示しているわけではない。

本願の実施形態では、メモリは、ハードディスクドライブ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ、ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ、ＳＳＤ）などの不揮発性メモリであってもよく、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ－ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）などの揮発性メモリ（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｙ）であってもよい。メモリは、命令またはデータ構造体の形式で所望のプログラムコードを保持または格納するように構成され得る、且つコンピュータがアクセスできる、任意の他の媒体であるが、これに限定されない。本願の実施形態におけるメモリは代替的に、記憶機能を実現できる回路または任意の他の装置であってよく、またプログラム命令および／またはデータを格納するように構成されている。

本願の実施形態における方法の全部または一部が、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそのあらゆる組み合わせを用いて実現されてよい。これらの実施形態を実現するのにソフトウェアが用いられる場合、実施形態の全部または一部がコンピュータプログラム製品の形態で実現され得る。コンピュータプログラム製品は１つまたは複数のコンピュータ命令を含む。コンピュータプログラム命令がコンピュータにロードされ、そこで実行された場合、本願の実施形態による手順または機能の全部または一部が生成される。コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータネットワーク、ネットワークデバイス、ユーザ機器、または別のプログラム可能型装置であってもよい。コンピュータ命令は、コンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよく、あるコンピュータ可読記憶媒体から別のコンピュータ可読記憶媒体に送られてもよい。例えば、コンピュータ命令は、あるウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタから、別のウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタに、有線（例えば、同軸ケーブル、光ファイバ、またはデジタル加入者線（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ、略してＤＳＬ））方式、または無線（例えば、赤外線、電波、またはマイクロ波）方式で送られてよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる任意の使用可能な媒体であっても、１つまたは複数の使用可能な媒体を統合した、サーバまたはデータセンタといったデータ記憶デバイスであってもよい。使用可能な媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピディスク、ハードディスクドライブ、または磁気テープ）、光媒体（例えば、デジタルビデオディスク（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｄｉｓｃ、略してＤＶＤ））、または半導体媒体（例えば、ＳＳＤ）などであってもよい。

本願の実施形態では、論理的な矛盾がないという前提に基づいて、各実施形態が相互に参照されてよい。例えば、方法の実施形態における方法および／または用語が相互に参照されてよく、装置の実施形態における機能および／または用語が相互に参照されてよく、装置の実施形態および方法の実施形態における機能および／または用語が相互に参照されてよい。

当業者であれば、本願の範囲から逸脱することなく、本願に対して様々な修正および変形を施すことができる。このように、本願では、本願についてのこれらの修正および変形が本願の特許請求の範囲およびその均等な技術の範囲に含まれる限り、これらの修正および変形も包含することが意図されている。
［他の可能な項目］
（項目１）
安全な通信方法であって、
第１車両が第１端末デバイスから第１メッセージを受信する段階であって、前記第１メッセージが車両隊列における前記第１車両の番号を示すのに用いられる、受信する段階と、
前記第１車両が第１ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書が含まれている、送信する段階と、
前記第１車両が第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信する段階と、
前記第２車両の中に含まれている車両であり且つ番号が前記車両隊列において前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階と、
前記第１車両が第２ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の前記証明書が含まれている、送信する段階と、
前記第１車両が前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、前記第２車両からの前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信する段階と、
前記第１車両が、前記第２車両の証明書確認が成功した後に各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する段階と
を備える、方法。
（項目２）
前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージにはさらに第１署名データが含まれており、前記第１署名データが、前記第２ネゴシエーションパラメータおよび前記車両隊列における前記第２車両の前記番号を用いて署名操作を行うことにより取得される、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する前記段階が、
前記第２車両の前記証明書確認が成功し、且つ前記第１署名データの確認が成功した後に、前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の前記第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階を有する、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記第２車両の前記第２ネゴシエーションメッセージにはさらに第２署名データが含まれており、前記第２署名データが、前記第２ネゴシエーションパラメータおよび前記第２車両の前記番号を用いて署名操作を行うことにより取得される、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
前記第１車両が、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する前記段階が、
前記第２車両の前記証明書確認が成功し、且つ前記第２署名データの確認が成功した後に、前記第１車両が、各第２車両の前記第２ネゴシエーションパラメータに基づいて前記グループ鍵を生成する段階を有する、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１デバイスの証明書が含まれており、
前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、前記予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、項目１から５のいずれか一項に記載の方法。
（項目７）
前記第１端末デバイスの前記証明書には前記第１端末デバイスの公開鍵が含まれており、
第１車両が第１メッセージを受信する前記段階の後に、前記方法がさらに、
前記第１端末デバイスの証明書確認が成功し、且つ前記第３署名データの証明書確認が成功した後に、前記第１車両が前記車両隊列の前記車両情報に基づいて、前記第１車両の前記車両識別子に対応する前記番号を決定する段階を備える、項目１から６のいずれか一項に記載の方法。
（項目８）
前記方法がさらに、
前記第１車両が、前記第１車両により生成された第１乱数を用いて、第１の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記第１ネゴシエーションパラメータを取得する段階を備える、項目１から７のいずれか一項に記載の方法。
（項目９）
前記第１車両が前記第２車両の前記第２ネゴシエーションパラメータに基づいて第２ネゴシエーションパラメータを決定する前記段階が、
前記第１車両が、前記第１車両により生成された前記第１乱数と前記第２車両の前記第１ネゴシエーションパラメータとを用いて、第２の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記第２ネゴシエーションパラメータを取得する段階を有する、項目１から８のいずれか一項に記載の方法。
（項目１０）
前記第１車両が各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する前記段階が、
前記第１車両が、前記第１車両により生成された前記第１乱数、前記第２車両の前記第２ネゴシエーションパラメータ、および前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号の後に続く第２車両の第２ネゴシエーションパラメータを用いて、第３の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記グループ鍵を取得する段階を有する、項目１から９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１）
前記方法がさらに、
前記車両隊列の任意の車両にデータを送信する前に、前記第１車両が前記グループ鍵を用いて、やり取りする必要がある前記データを暗号化し、暗号化した前記データを対象となる前記車両に送信する段階、および／または、
前記車両隊列の任意の車両からデータを受信した後に、前記第１車両が前記グループ鍵を用いて、受信した前記データを解読する段階
を備える、項目１から１０のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
安全な通信方法であって、
第１端末デバイスがアプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得する段階であって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得する段階と、
前記第１端末デバイスが前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信する段階であって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１デバイスの証明書が含まれている、送信する段階と
を備え、
前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、前記予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、方法。
（項目１３）
前記方法がさらに、
前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する段階と、前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両に第１データパケットを送信する段階であって、前記第１データパケットには前記車両隊列の任意の車両の第１ネゴシエーションメッセージが含まれている、送信する段階とを備える、および／または、
前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階と、前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両に第２データパケットを送信する段階であって、前記第２データパケットには前記車両隊列の任意の車両の第２ネゴシエーションメッセージが含まれている、送信する段階とを備える、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記第１端末デバイスが前記車両隊列において任意の番号を有する車両である、または前記第１端末デバイスが路側デバイスＲＳＵである、項目１２または１３に記載の方法。
（項目１５）
安全な通信装置であって、
プログラム命令およびデータを格納するように構成されたメモリと、
第１端末デバイスから第１メッセージを受信することであって、前記第１メッセージが、車両隊列における前記第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書とが含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成された送受信機と、
前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定するように構成されたプロセッサと
を備え、
前記送受信機がさらに、第２ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の前記証明書が含まれている、送信することと、前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両からの前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、
前記プロセッサがさらに、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成するように構成されている、通信装置。
（項目１６）
安全な通信のための第１端末デバイスであって、
プログラム命令およびデータを格納するように構成されたメモリと、
アプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得することであって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得することと、前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信することであって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１デバイスの証明書が含まれており、前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、前記予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、送信することとを行うように構成された送受信機と
を備える、第１端末デバイス。
（項目１７）
コンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムがコンピュータで実行されると、前記コンピュータが、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を行うこと、または項目１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うことが可能となる、コンピュータプログラム。
（項目１８）
コンピュータ記憶媒体であって、前記コンピュータ記憶媒体がコンピュータプログラムを格納し、前記コンピュータプログラムがコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を行うこと、または項目１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うことが可能となる、コンピュータ記憶媒体。
（項目１９）
チップであって、前記チップが、メモリに格納されたコンピュータプログラムを読み出して、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法を行う、または項目１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されている、チップ。
（項目２０）
アプリケーションサーバ、安全な通信装置、および第１端末デバイスを備える安全な通信システムであって、
前記アプリケーションサーバが、前記第１端末デバイスに車両隊列の車両情報を送信するように構成されており、
前記第１端末デバイスが、前記アプリケーションサーバから前記車両隊列の前記車両情報を取得することであって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列における前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得することと、前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信することであって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１デバイスの証明書が含まれており、前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、前記予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、送信することとを行うように構成されており、
前記安全な通信装置が、前記第１端末デバイスから前記第１メッセージを受信することであって、前記第１メッセージが、前記車両隊列における前記第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信することと、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定することと、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定することと、前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両の前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信することと、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成することとを行うように構成されている、通信システム。

Claims (20)

1. 安全な通信方法であって、
   第１車両が第１端末デバイスから第１メッセージを受信する段階であって、前記第１メッセージが車両隊列における前記第１車両の番号を示すのに用いられる、受信する段階と、
   前記第１車両が第１ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書が含まれている、送信する段階と、
   前記第１車両が第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信する段階と、
   前記第２車両の中に含まれている車両であり且つ番号が前記車両隊列において前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階と、
   前記第１車両が第２ネゴシエーションメッセージを送信する段階であって、前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の前記証明書が含まれている、送信する段階と、
   前記第１車両が前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階であって、前記第２車両からの前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信する段階と、
   前記第１車両が、前記第２車両の証明書確認が成功した後に各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する段階と
   を備える、方法。
2. 前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージにはさらに第１署名データが含まれており、前記第１署名データが、前記第２ネゴシエーションパラメータおよび前記車両隊列における前記第２車両の前記番号を用いて署名操作を行うことにより取得される、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する前記段階が、
   前記第２車両の前記証明書確認が成功し、且つ前記第１署名データの確認が成功した後に、前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の前記第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記第２ネゴシエーションパラメータを決定する段階を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２車両の前記第２ネゴシエーションメッセージにはさらに第２署名データが含まれており、前記第２署名データが、前記第２ネゴシエーションパラメータおよび前記第２車両の前記番号を用いて署名操作を行うことにより取得される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１車両が、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する前記段階が、
   前記第２車両の前記証明書確認が成功し、且つ前記第２署名データの確認が成功した後に、前記第１車両が、各第２車両の前記第２ネゴシエーションパラメータに基づいて前記グループ鍵を生成する段階を有する、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１端末デバイスの証明書が含まれており、
   前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第１端末デバイスの前記証明書には前記第１端末デバイスの公開鍵が含まれており、
   第１車両が第１メッセージを受信する前記段階の後に、前記方法がさらに、
   前記第１端末デバイスの証明書確認が成功し、且つ前記第３署名データの証明書確認が成功した後に、前記第１車両が前記車両隊列の前記車両情報に基づいて、前記第１車両の前記車両識別子に対応する前記番号を決定する段階を備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記方法がさらに、
   前記第１車両が、前記第１車両により生成された第１乱数を用いて、第１の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記第１ネゴシエーションパラメータを取得する段階を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１車両が、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定する前記段階が、
   前記第１車両が、前記第１車両により生成された第１乱数と前記第２車両の前記第１ネゴシエーションパラメータとを用いて、第２の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記第２ネゴシエーションパラメータを取得する段階を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１車両が各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成する前記段階が、
    前記第１車両が、前記第１車両により生成された第１乱数、前記第２車両の前記第２ネゴシエーションパラメータ、および前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号の後に続く第２車両の第２ネゴシエーションパラメータを用いて、第３の予め設定されたアルゴリズムに基づく操作を行い、前記グループ鍵を取得する段階を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記方法がさらに、
    前記車両隊列の任意の車両にデータを送信する前に、前記第１車両が前記グループ鍵を用いて、やり取りする必要がある前記データを暗号化し、暗号化した前記データを対象となる前記車両に送信する段階、および／または、
    前記車両隊列の任意の車両からデータを受信した後に、前記第１車両が前記グループ鍵を用いて、受信した前記データを解読する段階
    を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 安全な通信方法であって、
    第１端末デバイスがアプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得する段階であって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得する段階と、
    前記第１端末デバイスが前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信する段階であって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１端末デバイスの証明書が含まれている、送信する段階と
    を備え、
    前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、方法。
13. 前記方法がさらに、
    前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信する段階と、前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両に第１データパケットを送信する段階であって、前記第１データパケットには前記車両隊列の任意の車両の第１ネゴシエーションメッセージが含まれている、送信する段階とを備える、および／または、
    前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信する段階と、前記第１端末デバイスが前記車両隊列の任意の他の車両に第２データパケットを送信する段階であって、前記第２データパケットには前記車両隊列の任意の車両の第２ネゴシエーションメッセージが含まれている、送信する段階とを備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１端末デバイスが前記車両隊列において任意の番号を有する車両である、または前記第１端末デバイスが路側デバイスＲＳＵである、請求項１２または１３に記載の方法。
15. 安全な通信装置であって、
    プログラム命令およびデータを格納するように構成されたメモリと、
    第１端末デバイスから第１メッセージを受信することであって、前記第１メッセージが、車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書とが含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信することとを行うように構成された送受信機と、
    前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定するように構成されたプロセッサと
    を備え、
    前記送受信機がさらに、第２ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の前記証明書が含まれている、送信することと、前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両からの前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信することとを行うように構成されており、
    前記プロセッサがさらに、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成するように構成されている、通信装置。
16. 安全な通信のための第１端末デバイスであって、
    プログラム命令およびデータを格納するように構成されたメモリと、
    アプリケーションサーバから車両隊列の車両情報を取得することであって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得することと、前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信することであって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１端末デバイスの証明書が含まれており、前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、送信することとを行うように構成された送受信機と
    を備える、第１端末デバイス。
17. コンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムがコンピュータで実行されると、前記コンピュータが、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を行うこと、または請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うことが可能となる、コンピュータプログラム。
18. コンピュータ記憶媒体であって、前記コンピュータ記憶媒体がコンピュータプログラムを格納し、前記コンピュータプログラムがコンピュータにより実行されると、前記コンピュータが、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を行うこと、または請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うことが可能となる、コンピュータ記憶媒体。
19. チップであって、前記チップが、メモリに格納されたコンピュータプログラムを読み出して、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を行う、または請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されている、チップ。
20. アプリケーションサーバ、安全な通信装置、および第１端末デバイスを備える安全な通信システムであって、
    前記アプリケーションサーバが、前記第１端末デバイスに車両隊列の車両情報を送信するように構成されており、
    前記第１端末デバイスが、前記アプリケーションサーバから前記車両隊列の前記車両情報を取得することであって、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列における前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれている、取得することと、前記車両隊列の各車両に第１メッセージを送信することであって、前記第１メッセージには、ネゴシエーション要求フィールド、前記車両隊列の前記車両情報、第３署名データ、および前記第１メッセージを送信する前記第１端末デバイスの証明書が含まれており、前記ネゴシエーション要求フィールドが、前記車両隊列の車両から第１ネゴシエーションメッセージを送信させるのに用いられ、前記車両隊列の前記車両情報には、前記車両隊列の各車両の車両識別子と、前記車両隊列において前記車両識別子に対応する前記車両の番号とが含まれており、前記第３署名データが、前記第１端末デバイスの秘密鍵を用いて第３デジタルダイジェストを暗号化することにより取得され、前記第３デジタルダイジェストが、予め設定されたダイジェストアルゴリズムに基づき、前記ネゴシエーション要求フィールドおよび前記車両隊列の前記車両情報を用いて決定される、送信することとを行うように構成されており、
    前記安全な通信装置が、前記第１端末デバイスから前記第１メッセージを受信することであって、前記第１メッセージが、前記車両隊列における第１車両の番号を示すのに用いられる、受信することと、第１ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第１車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の証明書が含まれている、送信することと、第２車両から第１ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両が前記車両隊列における前記第１車両以外の別の車両であり、前記第２車両の前記第１ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第１ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の番号、および前記第２車両の証明書が含まれている、受信することと、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している車両の証明書確認が成功した後に、前記車両隊列において番号が前記第１車両の前記番号に隣接している前記車両の第１ネゴシエーションパラメータに基づいて、第２ネゴシエーションパラメータを決定することと、第２ネゴシエーションメッセージを送信することであって、前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第１車両の前記番号、および前記第１車両の前記証明書が含まれている、送信することと、前記第２車両から第２ネゴシエーションメッセージを受信することであって、前記第２車両の前記第２ネゴシエーションメッセージには、前記第２車両の第２ネゴシエーションパラメータ、前記車両隊列における前記第２車両の前記番号、および前記第２車両の前記証明書が含まれている、受信することと、前記第２車両の証明書確認が成功した後に、各第２車両の第２ネゴシエーションパラメータに基づいて、前記車両隊列のどの車両とも安全な通信を行うためのグループ鍵を生成することとを行うように構成されている、通信システム。

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