JP5964726B2 - 電子キー登録システム - Google Patents

Description

本発明は、電子キーを通信対象の制御装置に登録する電子キー登録システムに関する。

従来、車両のユーザにより所持される電子キーと車両との間で無線通信を行い、認証が成立することに基づいて、ドアの施解錠やエンジンの始動停止等を行う電子キーシステムが知られている。そして、このような電子キーシステムでは、セキュリティ性を維持するために、電子キーと車両との間の通信を保護する必要がある。このため、電子キーシステムでは、電子キーと車両との間で暗号通信が行われている。暗号通信では、通信内容が暗号化されるので、秘匿性に優れる。

上記暗号通信の暗号方式としては、共通鍵暗号方式が採用される。共通鍵暗号方式では、電子キーと車両との両方に同一の暗号鍵を持たせておく必要がある。電子キー及び車両への暗号鍵の登録は、電子キーを車両の制御装置に登録する過程で行われる。制御装置は、電子キーから無線送信された識別情報と自身に記憶された識別情報との照合によって電子キーとの認証を行う。

上記暗号鍵を制御装置と電子キーとに登録することで、電子キーを制御装置に登録する電子キー登録システムが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
電子キー登録システムでは、制御装置と電子キーとの間で紐付けがなければ、どの電子キーを持ってきても制御装置に登録が可能となるので、センターを介して電子キーと制御装置とに暗号鍵を登録することで電子キーを制御装置に登録する。

特開２０１１−２０４７５号公報

ところで、電子キーを複数登録する際には、登録する電子キーを登録する作業を一つずつ行わなければならず、センターと電子キーとの通信及びセンターと制御装置との通信を数量分繰り返す必要があり、作業が煩雑であった。なお、車両に使用される電子キーシステムに限らず、住宅等の建物に使用される電子キーシステムにおいても同様の課題がある。このため、セキュリティ性を維持しながら、複数の電子キーの登録作業が容易な電子キー登録システムが望まれていた。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、セキュリティ性を維持しながら、複数の電子キーの登録作業が容易な電子キー登録システムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する電子キー登録システムは、電子キーと通信対象との認証が成立したことに基づいて当該通信対象の制御が可能となる電子キーシステムに用いる前記電子キーを前記通信対象の制御装置に登録する電子キー登録システムであって、前記通信対象毎に異なる通信対象識別情報と、前記登録に用いる通信対象暗号鍵とが前記制御装置に保存され、前記制御装置に保存された前記通信対象識別情報と前記通信対象暗号鍵とがデータセンターに保存される制御装置製造ステップと、前記電子キー毎に異なるキー識別情報と、前記認証に用いるキー暗号鍵とが前記電子キーに保存され、前記電子キーに保存された前記キー識別情報と前記キー暗号鍵とが前記データセンターに保存される電子キー製造ステップと、オンライン環境において前記電子キーを前記制御装置に複数登録する場合には、各前記電子キーから前記キー識別情報を前記制御装置が取得して、前記通信対象識別情報と、登録する前記電子キーに保存される各前記キー識別情報とを前記制御装置が前記データセンターへまとめて送信し、前記データセンターに保存された前記通信対象識別情報と対応付けられた前記通信対象暗号鍵を利用し、各前記キー識別情報と対応付けられた前記キー暗号鍵から各暗号鍵生成コードを前記データセンターが生成して、生成された各前記暗号鍵生成コードを前記データセンターから前記制御装置がまとめて取得して、取得した各前記暗号鍵生成コードから前記キー暗号鍵を前記制御装置が生成して前記制御装置に保存する登録ステップと、を備え、前記制御装置は、前記登録ステップにおいて、各前記電子キーから前記キー識別情報を取得すると、チャレンジレスポンス認証として各前記電子キーにチャレンジコードを送信し、各前記電子キーにおいてチャレンジコードから前記キー暗号鍵によって生成された各レスポンスコードを取得して保持し、前記データセンターから取得した各前記暗号鍵生成コードから前記キー暗号鍵を生成すると、前記チャレンジレスポンス認証として生成した各前記キー暗号鍵によってチャレンジコードから各レスポンスコードを生成し、生成した各レスポンスコードと保持していた各レスポンスコードとを前記電子キー毎に比較することで前記チャレンジレスポンス認証を完了することをその要旨としている。

同構成によれば、電子キーのキー識別情報とキー暗号鍵とをデータセンターに保存しておいて、データセンターに保存されたキー暗号鍵から暗号鍵生成コードをデータセンターが生成して、制御装置が暗号鍵生成コードからキー暗号鍵を生成して保存する。このため、キー識別情報とキー暗号鍵とがデータセンターに保存された電子キーであって、通信対象の制御装置を介してデータセンターと通信できる電子キーのみが制御装置に登録されるので、セキュリティ性を維持しながら、容易に登録可能である。また、登録ステップにおいて、制御装置が複数の電子キーから各キー識別情報を取得して、これらキー識別情報をまとめてデータセンターへ送信し、データセンターが各キー識別情報と対応付けられたキー暗号鍵から各暗号鍵生成コードを生成して、制御装置が生成された各暗号鍵生成コード
をまとめて取得して、制御装置が各暗号鍵生成コードからキー暗号鍵を生成して保存する。このため、制御装置からデータセンターへキー識別情報をまとめて送信するので、制御装置からデータセンターへ、登録する電子キーの数量分の回数送信する必要がない。また、制御装置がデータセンターから暗号鍵生成コードをまとめて取得するので、データセンターから制御装置へ、登録する電子キーの数量分の回数送信する必要がない。よって、セキュリティ性を維持しながら、複数の電子キーの登録作業が容易である。また、制御装置が電子キーからキー識別情報を取得して各電子キーとの通信時にチャレンジレスポンス認証の各電子キーにおけるレスポンスコードの生成処理を行い、キー暗号鍵を生成したことでチャレンジレスポンス認証の制御装置における各電子キーのレスポンスコードの生成処理を行い、それぞれのレスポンスコードを比較してチャレンジレスポンス認証を完了する。このため、チャレンジレスポンス認証のために各電子キーと改めて通信を成立させてレスポンスコードを生成させずに済むので、セキュリティを高めながら、処理時間の増加を抑制できる。

上記電子キー登録システムについて、前記制御装置は、登録ツールによって登録モードに変更され、前記登録モードへの変更時に、登録される前記電子キーの数量が設定されることが好ましい。

同構成によれば、登録ツールによって制御装置が登録モードに変更される際に、登録される電子キーの数量が設定される。このため、制御装置は登録される電子キーの数量を把握して、登録数量に達した時点でキー識別情報の取得を終了して次の処理に進むことができる。よって、登録作業を円滑に進めることができる。

本発明によれば、セキュリティ性を維持しながら、複数の電子キーの登録作業が容易である。

電子キー登録システムの概略構成を示すブロック図。 電子キー登録システムの登録処理を示すブロック図。 電子キー登録システムの登録処理を示すシーケンスチャート。 電子キー登録システムの登録処理を示すシーケンスチャート。

以下、電子キー登録システムを車両に具体化した一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示されるように、車両１には、例えば近距離無線通信（通信距離が約数ｃｍの無線通信）によって電子キー２とＩＤ照合を実行するイモビライザシステム３が設けられている。電子キー２には、ＩＤタグ、いわゆるトランスポンダ４が設けられている。イモビライザシステム３は、車両１のコイルアンテナ５から送信される駆動電波によりトランスポンダ４が起動した際、このトランスポンダ４から送信されるキーＩＤ信号を基にＩＤ照合を行うシステムである。なお、車両１が通信対象に相当する。また、イモビライザシステム３が電子キーシステムとして機能する。

この場合、車両１には、イモビライザシステム３のコントロールユニットとしてイモビライザＥＣＵ６が設けられている。イモビライザＥＣＵ６には、エンジン１１の動作を制御するエンジンＥＣＵ１２が車内ＬＡＮ１３を介して接続されている。イモビライザＥＣＵ６のメモリ６９には、車両１と組をなす電子キー２のＩＤコードが登録されている。イモビライザＥＣＵ６には、例えばＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯やＨＦ（Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の電波を送受信可能なコイルアンテナ５が接続されている。コイルアンテナ５は、磁界成分により電波を送信する磁界アンテナが使用され、キーシリンダに設けられている。なお、イモビライザＥＣＵ６が制御装置に相当する。

トランスポンダ４には、トランスポンダ４の通信動作を制御する制御部４１が設けられている。この制御部４１のメモリ４２には、電子キー２に固有のキーＩＤコード（トランスポンダコード）が登録されている。トランスポンダ４には、コイルアンテナ５と同様にＬＦ帯やＨＦ帯の電波を送受信可能な送受信アンテナ２１が設けられている。

イモビライザＥＣＵ６は、電子キー２がキーシリンダに挿入されたことを検出すると、コイルアンテナ５から駆動電波を断続的に送信する。乗車したユーザがエンジン１１を始動する際には、電子キー２をキーシリンダに挿入して、回動操作を行う。このとき、トランスポンダ４は、コイルアンテナ５から送信される駆動電波を送受信アンテナ２１で受信すると、駆動電波を電源として起動する。トランスポンダ４は、起動状態に切り換わると、自身に登録されたキーＩＤコードを含むキーＩＤ信号を送受信アンテナ２１から送信する。イモビライザＥＣＵ６は、トランスポンダ４から送信されたキーＩＤ信号をコイルアンテナ５で受信すると、キーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコードによりＩＤ照合（イモビライザ照合）を実行する。イモビライザＥＣＵ６は、ＩＤ照合が成立することを確認すると、ＩＤ照合成立をメモリ６９に保持する。

そして、キーシリンダ内には、電子キー２の回動位置を検出するイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）１４が設けられている。例えば、イグニッションスイッチ１４がエンジンスタート位置まで操作されると、エンジンＥＣＵ１２は、イモビライザＥＣＵ６にＩＤ照合成立結果を確認する。エンジンＥＣＵ１２は、イモビライザＥＣＵ６からＩＤ照合成立を取得すると、エンジン１１への点火制御及び燃料噴射制御を開始し、エンジン１１を始動させる。

イモビライザ照合の認証には、電子キー２のキーＩＤコードを確認するコード照合の他に、チャレンジレスポンス認証も実行されている。チャレンジレスポンス認証は、車両１側が例えば乱数コードとしてチャレンジコードを電子キー２に送信してレスポンスを演算させ、車両１が自ら演算するレスポンスコードと、電子キー２から受信したレスポンスコードとが一致するか否かによる認証である。イモビライザＥＣＵ６とトランスポンダ４との認証には、共通の暗号鍵を用いる共通鍵暗号方式を採用している。電子キー２及びイモビライザＥＣＵ６は、それぞれに登録された暗号鍵を使用してチャレンジコードからレスポンスコードを演算する。

トランスポンダ４のメモリ４２には、電子キー２に固有の識別情報であるキーＩＤコードＫＩＤと、キー暗号鍵Ｋを生成する際に使用する電子キー２毎に異なる暗号鍵生成コードとしてのＳＥＥＤコードＳＣと、認証に用いるキー暗号鍵Ｋとが保存されている。

イモビライザＥＣＵ６のメモリ６９には、電子キー２の登録を許可する登録フラグが設定されている。また、イモビライザＥＣＵ６のメモリ６９には、車両１に固有の識別情報であるビークルＩＤコードＶＩＤと、登録に用いるビークル暗号鍵ＶＫと、認証に用いるキー暗号鍵Ｋと、キー暗号鍵Ｋを生成する際に使用する鍵生成ロジックとが保存されている。

また、イモビライザシステム３には、電子キー２をイモビライザＥＣＵ６に登録する電子キー登録システム７が設けられている。電子キー登録システム７は、新規に電子キー２をイモビライザＥＣＵ６に登録したり、交換したイモビライザＥＣＵ６に電子キー２を登録したりする。

図２に示されるように、電子キー登録システム７は、電子キー２に保存されたキーＩＤコードＫＩＤ、キー暗号鍵Ｋ、ＳＥＥＤコードＳＣを電子キー２毎にデータセンター１０に設置されたデータベース９に保存する。また、電子キー登録システム７は、イモビライザＥＣＵ６に保存されたビークルＩＤコードＶＩＤ、ビークル暗号鍵ＶＫ、キーＩＤコードＫＩＤ、キー暗号鍵Ｋをデータセンター１０に設置されたデータベース９に保存する。なお、データベース９は、イモビライザＥＣＵ６のデータを格納するＥＣＵデータベース９ａと、電子キー２のデータを格納する電子キーデータベース９ｂとに分かれている。

図１に示されるように、電子キー登録システム７は、電子キー２に保存されたキーＩＤコードＫＩＤと、認証時に用いるキー暗号鍵ＫとをイモビライザＥＣＵ６に保存することで、電子キー２をイモビライザＥＣＵ６に登録する。このとき、電子キー登録システム７は、キー暗号鍵Ｋそのものではなく、ＳＥＥＤコードＳＣを電子キー２から取得してキー暗号鍵Ｋを生成する。なお、電子キー登録システム７は、キー暗号鍵Ｋとともに電子キー２に固有のキーＩＤコードＫＩＤを電子キー２からイモビライザＥＣＵ６に保存する。

電子キー登録システム７は、登録ツール８を車両１に接続して、登録ツール８によってイモビライザＥＣＵ６の動作モードを登録モードに切り替えることで、電子キー２をイモビライザＥＣＵ６に登録させる。登録ツール８には、登録ツール８を制御する制御部８１と、登録作業者による登録操作を検出する操作部８２と、登録動作を表示する表示部８３とが設けられている。登録ツール８は、電子キー２を登録する登録モードに設定されると、イモビライザＥＣＵ６の動作モードを登録モードに変更する登録信号を車両１に出力する。また、登録ツール８は、登録モードに設定されると、登録数量の入力を登録者に求め、入力された登録数量を登録信号に含ませて車両１に出力する。

イモビライザＥＣＵ６には、動作モードを切り替えるモード切替部６１が設けられている。モード切替部６１は、登録ツール８から登録信号が入力されると、動作モードを登録モードに切り替える。モード切替部６１は、登録ツール８から登録信号の入力がないと、動作モードを電子キー２とＩＤ照合を行う通常モードに切り替える。

また、イモビライザＥＣＵ６には、登録する電子キー２のキーＩＤコードＫＩＤをメモリ６９に書き込むキーＩＤ書込部６２が設けられている。キーＩＤ書込部６２は、動作モードが登録モードに切り替えられると、電子キー２から読み込んだキーＩＤコードＫＩＤをメモリ６９に書き込む。

また、イモビライザＥＣＵ６には、自身のメモリ６９に登録したキーＩＤコードＫＩＤが電子キー２に保存されたキーＩＤコードＫＩＤと一致するか否かを確認するキーＩＤ確認部６３が設けられている。キーＩＤ確認部６３は、電子キー２に保存されたキーＩＤコードＫＩＤが自身に保存されたキーＩＤコードＫＩＤと同じであるかを確認するキーＩＤ要求信号をコイルアンテナ５から電子キー２に送信する。そして、キーＩＤ確認部６３は、電子キー２から送信されたキーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコードＫＩＤが正しいか否かを確認する。また、キーＩＤ確認部６３は、チャレンジレスポンス認証に用いるチャレンジコードを出力するとともに、電子キー２が生成したレスポンスコードを記憶し、自身が生成したレスポンスコードと一致するか否かによって照合を行う。

また、イモビライザＥＣＵ６には、電子キー２に保存されたキー暗号鍵Ｋを生成するためにＳＥＥＤコードＳＣを読み込むＳＥＥＤ読込部６４が設けられている。ＳＥＥＤ読込部６４は、動作モードが登録モードに切り替えられた際に、ＳＥＥＤコードＳＣを要求するＳＥＥＤ要求信号をコイルアンテナ５から送信し、電子キー２から送信されたＳＥＥＤ信号からＳＥＥＤコードＳＣを取り出す。また、ＳＥＥＤ読込部６４は、動作モードが登録モードに切り替えられた際に、必要に応じてＳＥＥＤ要求信号を送信してデータベース９からＳＥＥＤコードＳＣを取り出す。

また、イモビライザＥＣＵ６には、キー暗号鍵ＫからＳＥＥＤコードＳＣを生成させるＳＥＥＤ生成要求部６５が設けられている。ＳＥＥＤ生成要求部６５は、動作モードが登録モードに切り替えられ、データベース９にＳＥＥＤコードＳＣが保存されていない際には、ＳＥＥＤ生成要求信号を送信し、データベース９にＳＥＥＤコードＳＣを生成させる。

また、イモビライザＥＣＵ６には、キー暗号鍵Ｋを生成する暗号鍵生成部６６が設けられている。暗号鍵生成部６６は、登録モードにおいて、ＳＥＥＤ読込部６４が取得したＳＥＥＤコードＳＣを使用して鍵生成ロジックｆによってキー暗号鍵Ｋを生成する。

また、イモビライザＥＣＵ６には、生成されたキー暗号鍵Ｋを登録するとともに、フラグを変更する暗号鍵登録部６７が設けられている。暗号鍵登録部６７は、登録モードでは暗号鍵生成部６６が生成したキー暗号鍵Ｋをメモリ６９に保存することでキー暗号鍵ＫをイモビライザＥＣＵ６に登録する。

また、イモビライザＥＣＵ６には、自身に登録されたキーＩＤコードＫＩＤやキー暗号鍵Ｋをデータベース９に保存するデータベース更新部６８が設けられている。データベース更新部６８は、キーＩＤコードＫＩＤやキー暗号鍵Ｋを取得すると、データベース９にデータ更新信号を送信して、データベース９のデータに反映させる。

ここで、電子キー２を登録する車両１のビークルＩＤは、登録する車両１から事前に取得する。具体的には、ビークルＩＤを要求する特定操作を車両１に行った際に、ディスプレイ１５にビークルＩＤを表示させる。なお、電子キー２を登録する場合には、既存の電子キー２をキーシリンダに挿入し、イモビライザ照合が成立した際に、ビークルＩＤをディスプレイ１５に表示させてもよい。

次に、図２〜図４を参照して、オンライン環境における電子キー２の登録について説明する。ここでは、２個の電子キー２、第１電子キー２ａと第２電子キー２ｂとを一度に登録する。なお、登録ステップでは、ネットワーク２０に接続された登録ツール８を車両１に接続することでデータセンター１０と通信可能なオンライン環境において登録操作を行う。

まず、図２に示されるように、電子キー製造ステップはキー製造工場にて行われる。そして、第１電子キー２ａのメモリ４２には、キーＩＤコード（ＫＩＤ−１）と、キー暗号鍵（Ｋ−１）とが保存される。第２電子キー２ｂのメモリ４２には、キーＩＤコード（ＫＩＤ−２）と、キー暗号鍵（Ｋ−２）とが保存される。

そして、電子キー製造ステップにおいて、データセンター１０の電子キーデータベース９ｂには、電子キー２ａ，２ｂに保存されたキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）と、キー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）とが保存される。なお、データセンター１０のＥＣＵデータベース９ａには、電子キー２ａ，２ｂのキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）とキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）とは保存されない。

次に、図２に示されるように、オンライン環境における登録ステップにおいて、イモビライザＥＣＵ６は、電子キー２ａ，２ｂからキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）を読み込む。また、イモビライザＥＣＵ６は、ビークルＩＤコード（ＶＩＤ−Ａ）と、電子キー２ａ，２ｂのキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）とをＳＥＥＤコード生成要求とともにデータセンター１０へ送信する。データセンター１０は、ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）を生成する。イモビライザＥＣＵ６は、生成されたＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）を読み込み、取得したＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）からキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）を生成して、キー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）をメモリ６９に保存する。そして、データセンター１０のＥＣＵデータベース９ａには、イモビライザＥＣＵ６から取得した電子キー２ａ，２ｂのキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）が保存され、電子キーデータベース９ｂから電子キー２ａ，２ｂのキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）が保存される。

詳しくは、図３に示されるように、登録ツール８は、登録作業者が操作部８２を操作して登録に設定すると、合わせて設定された数量を含む登録命令として登録信号をイモビライザＥＣＵ６に出力する（ステップＳ２１）。イモビライザＥＣＵ６は、登録信号を受信すると、動作モードを登録モードに切り替える（ステップＳ２２）。すなわち、モード切替部６１は、イモビライザＥＣＵ６に電子キー２を登録する登録モードに切り替える。

そして、イモビライザＥＣＵ６は、２個の電子キー２ａ，２ｂと順に通信を行って、キーＩＤコードＫＩＤを取得する。まず、イモビライザＥＣＵ６は、第１電子キー２ａからキーＩＤコード（ＫＩＤ−１）を読み込む（ステップＳ２３−１）。すなわち、キーＩＤ書込部６２は、キーＩＤコードＫＩＤを要求するキーＩＤ要求信号をコイルアンテナ５から第１電子キー２ａに送信する。

第１電子キー２ａは、キーＩＤ要求信号を受信すると、キーＩＤコード（ＫＩＤ−１）を含むキーＩＤ信号を送信する（ステップＳ２４−１）。すなわち、トランスポンダ４は、第１電子キー２ａのメモリ４２に保存されたキーＩＤコード（ＫＩＤ−１）を含むキーＩＤ信号を送受信アンテナ２１からイモビライザＥＣＵ６に送信する。

イモビライザＥＣＵ６は、キーＩＤ信号を受信すると、キーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコード（ＫＩＤ−１）を書き込む（ステップＳ２５−１）。すなわち、キーＩＤ書込部６２は、キーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコード（ＫＩＤ−１）をメモリ６９に書き込む。

イモビライザＥＣＵ６は、キーＩＤコードＫＩＤを書き込むと、チャレンジコードを送信する（ステップＳ２６−１）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、例えば乱数コードからなるチャレンジコードをコイルアンテナ５から第１電子キー２ａに送信する。

第１電子キー２ａは、チャレンジコードを受信すると、レスポンスコードを生成する（ステップＳ２７−１）。すなわち、トランスポンダ４は、チャレンジコードをキー暗号鍵（Ｋ−１）によって暗号化してレスポンスコードを生成する。そして、第１電子キー２ａは、生成したレスポンスコードを送信する（ステップＳ２８−１）。すなわち、第１電子キー２ａは、レスポンスコードを送受信アンテナ２１からイモビライザＥＣＵ６に送信する。

イモビライザＥＣＵ６は、レスポンスコードを受信すると、レスポンスコードを記憶する（ステップＳ２９−１）。すなわち、イモビライザＥＣＵ６には、第１電子キー２ａのキー暗号鍵（Ｋ−１）が記憶されていないので、後ほどレスポンスコードの照合ができるように、キーＩＤ確認部６３は、レスポンスコードをメモリ４２に記憶する。

続いて、イモビライザＥＣＵ６は、第２電子キー２ｂからキーＩＤコード（ＫＩＤ−２）を読み込む（ステップＳ２３−２）。すなわち、キーＩＤ書込部６２は、キーＩＤコードＫＩＤを要求するキーＩＤ要求信号をコイルアンテナ５から第２電子キー２ｂに送信する。

第２電子キー２ｂは、キーＩＤ要求信号を受信すると、キーＩＤコード（ＫＩＤ−２）を含むキーＩＤ信号を送信する（ステップＳ２４−２）。すなわち、トランスポンダ４は、第２電子キー２ｂのメモリ４２に保存されたキーＩＤコード（ＫＩＤ−２）を含むキーＩＤ信号を送受信アンテナ２１からイモビライザＥＣＵ６に送信する。

イモビライザＥＣＵ６は、キーＩＤ信号を受信すると、キーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコード（ＫＩＤ−２）を書き込む（ステップＳ２５−２）。すなわち、キーＩＤ書込部６２は、キーＩＤ信号に含まれるキーＩＤコード（ＫＩＤ−２）をメモリ６９に書き込む。

イモビライザＥＣＵ６は、キーＩＤコード（ＫＩＤ−２）を書き込むと、チャレンジコードを送信する（ステップＳ２６−２）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、例えば乱数コードからなるチャレンジコードをコイルアンテナ５から第２電子キー２ｂに送信する。

第２電子キー２ｂは、チャレンジコードを受信すると、レスポンスコードを生成する（ステップＳ２７−２）。すなわち、トランスポンダ４は、チャレンジコードをキー暗号鍵（Ｋ−２）によって暗号化してレスポンスコードを生成する。そして、第２電子キー２ｂは、生成したレスポンスコードを送信する（ステップＳ２８−２）。すなわち、第２電子キー２ｂは、レスポンスコードを送受信アンテナ２１からイモビライザＥＣＵ６に送信する。

イモビライザＥＣＵ６は、レスポンスコードを受信すると、レスポンスコードを記憶する（ステップＳ２９−２）。すなわち、イモビライザＥＣＵ６には、第２電子キー２ｂのキー暗号鍵（Ｋ−２）が記憶されていないので、後ほどレスポンスコードの照合ができるように、キーＩＤ確認部６３は、レスポンスコードをメモリ４２に記憶する。

よって、イモビライザＥＣＵ６は、第１電子キー２ａのキーＩＤコード（ＫＩＤ−１）と第２電子キー２ｂのキーＩＤコード（ＫＩＤ−２）とを取得するとともに、第１電子キー２ａのレスポンスコードと第２電子キー２ｂのレスポンスコードとを記憶する。

図４に示されるように、イモビライザＥＣＵ６は、数量分のチャレンジコードを記憶すると、ＳＥＥＤコードＳＣの生成をデータセンター１０に要求する（ステップＳ３１）。すなわち、ＳＥＥＤ生成要求部６５は、データセンター１０にＳＥＥＤコードＳＣが保存されていないので、ＳＥＥＤ生成要求信号を送信し、データセンター１０にＳＥＥＤコードＳＣを生成させる。このとき、ＳＥＥＤ生成要求信号には、車両１を特定するためのビークルＩＤコード（ＶＩＤ−Ａ）と、登録する電子キー２の数量分のキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）とが含まれている。ＳＥＥＤ生成要求部６５は、登録する電子キー２の数量分のキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）をまとめて送信する。

データセンター１０は、ＳＥＥＤ生成要求信号を受信すると、キーＩＤコードＫＩＤを登録する（ステップＳ３２）。すなわち、データセンター１０は、ＳＥＥＤ生成要求信号に含まれるキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）をＥＣＵデータベース９ａに保存する。そして、データセンター１０は、電子キー２に対応するＳＥＥＤコードＳＣを生成する（ステップＳ３３）。すなわち、データセンター１０は、保存されたキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）から暗号規格ＡＥＳを用いてビークル暗号鍵（ＶＫ−Ａ）によってＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）を生成する。

イモビライザＥＣＵ６は、ＳＥＥＤコードＳＣを読み込む（ステップＳ３４）。すなわち、ＳＥＥＤ読込部６４は、ＳＥＥＤコードＳＣを要求するＳＥＥＤ要求信号をデータセンター１０に送信する。

データセンター１０は、ＳＥＥＤ要求信号を受信すると、ＳＥＥＤ信号を送信する（ステップＳ３５）。データセンター１０は、生成したＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）をまとめてＳＥＥＤ信号に含ませてイモビライザＥＣＵ６に送信する。

イモビライザＥＣＵ６は、ＳＥＥＤ信号を受信すると、２個の電子キー２ａ，２ｂのキー暗号鍵Ｋを算出してレスポンスコードの認証を順に行う。まず、イモビライザＥＣＵ６は、暗号規格ＡＥＳを用いて第１電子キー２ａのキー暗号鍵（Ｋ−１）を算出する（ステップＳ３６−１）。すなわち、ＳＥＥＤ読込部６４は、ＳＥＥＤ信号を受信することで、ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１）を取得する。暗号鍵生成部６６は、ＳＥＥＤ読込部６４が取得したＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１）から暗号規格ＡＥＳを用いてビークル暗号鍵（ＶＫ−Ａ）によってキー暗号鍵（Ｋ−１）を生成する。よって、イモビライザＥＣＵ６は、データセンター１０からキー暗号鍵（Ｋ−１）を直接取得するのではなく、ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１）を取得することでキー暗号鍵（Ｋ−１）を生成する。

イモビライザＥＣＵ６は、キー暗号鍵（Ｋ−１）を生成すると、レスポンスコードを生成する（ステップＳ３７−１）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、生成したキー暗号鍵（Ｋ−１）によって第１電子キー２ａに送信したチャレンジコードを暗号化してレスポンスコードを生成する。そして、イモビライザＥＣＵ６は、生成したレスポンスコードを照合する（ステップＳ３８−１）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、生成したレスポンスコードを第１電子キー２ａから送られて記憶したレスポンスコードと照合する。これらレスポンスコードが一致すれば照合は成立となり、一致しなければ照合は不成立となる。

イモビライザＥＣＵ６は、レスポンスコードの照合が成立すると、生成したキー暗号鍵（Ｋ−１）をメモリ６９に保存する（ステップＳ３９−１）。すなわち、暗号鍵登録部６７は、暗号鍵生成部６６が生成したキー暗号鍵（Ｋ−１）をメモリ６９に保存することでキー暗号鍵（Ｋ−１）をイモビライザＥＣＵ６に登録する。イモビライザＥＣＵ６は、登録されたキー暗号鍵（Ｋ−１）を使用することで、第１電子キー２ａとのイモビライザ照合が可能となる。

続いて、イモビライザＥＣＵ６は、暗号規格ＡＥＳを用いて第２電子キー２ｂのキー暗号鍵（Ｋ−２）を算出する（ステップＳ３６−２）。すなわち、ＳＥＥＤ読込部６４は、ＳＥＥＤ信号を受信することで、ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ２）を取得する。暗号鍵生成部６６は、ＳＥＥＤ読込部６４が取得したＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ２）から暗号規格ＡＥＳを用いてビークル暗号鍵（ＶＫ−Ａ）によってキー暗号鍵（Ｋ−２）を生成する。よって、イモビライザＥＣＵ６は、データセンター１０からキー暗号鍵（Ｋ−２）を直接取得するのではなく、ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ２）を取得することでキー暗号鍵（Ｋ−２）を生成する。

イモビライザＥＣＵ６は、キー暗号鍵（Ｋ−２）を生成すると、レスポンスコードを生成する（ステップＳ３７−２）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、生成したキー暗号鍵（Ｋ−２）によって第２電子キー２ｂに送信したチャレンジコードを暗号化してレスポンスコードを生成する。そして、イモビライザＥＣＵ６は、生成したレスポンスコードを照合する（ステップＳ３８−２）。すなわち、キーＩＤ確認部６３は、生成したレスポンスコードを第２電子キー２ｂから送られて記憶したレスポンスコードと照合する。これらレスポンスコードが一致すれば照合は成立となり、一致しなければ照合は不成立となる。

イモビライザＥＣＵ６は、レスポンスコードの照合が成立すると、生成したキー暗号鍵（Ｋ−２）をメモリ６９に保存する（ステップＳ３９−２）。すなわち、暗号鍵登録部６７は、暗号鍵生成部６６が生成したキー暗号鍵（Ｋ−２）をメモリ６９に保存することでキー暗号鍵（Ｋ−２）をイモビライザＥＣＵ６に登録する。イモビライザＥＣＵ６は、登録されたキー暗号鍵（Ｋ−２）を使用することで、第２電子キー２ｂとのイモビライザ照合が可能となる。

続いて、イモビライザＥＣＵ６は、登録数量の電子キー２ａ，２ｂのキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）を保存すると、データセンター１０の情報を更新する（ステップＳ４０）。すなわち、データベース更新部６８は、データセンター１０の情報を更新させるべく、データベース更新信号をデータセンター１０に出力する。データセンター１０は、電子キーデータベース９ｂのデータをＥＣＵデータベース９ａに反映する（ステップＳ４１）。すなわち、データセンター１０は、電子キーデータベース９ｂのキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）をＥＣＵデータベース９ａに保存する。

さて、電子キー２の複数登録時に、登録する電子キー２ａ，２ｂのキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）をイモビライザＥＣＵ６がまとめてデータベース９に送信するとともに、各電子キー２ａ，２ｂに対応するＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）をデータベース９からまとめてイモビライザＥＣＵ６に送信する。このため、一度に登録する電子キー２の数量の同数の通信を行う必要がなく、登録作業が容易である。また、チャレンジレスポンス認証の電子キー２側をキーＩＤコードＫＩＤの取得時に行うことで、チャレンジレスポンス認証のために電子キー２と再度通信をしなくてもよいので、処理時間を抑制できる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）電子キー２のキーＩＤコードＫＩＤとキー暗号鍵Ｋとをデータセンター１０に保存しておいて、データセンター１０に保存されたキー暗号鍵ＫからＳＥＥＤコードＳＣをデータセンター１０が生成して、イモビライザＥＣＵ６がＳＥＥＤコードＳＣからキー暗号鍵Ｋを生成して保存する。このため、キーＩＤコードＫＩＤとキー暗号鍵Ｋとがデータセンター１０に保存された電子キー２であって、車両１のイモビライザＥＣＵ６を介してデータセンター１０と通信できる電子キー２のみがイモビライザＥＣＵ６に登録されるので、セキュリティ性を維持しながら、容易に登録可能である。また、登録ステップにおいて、イモビライザＥＣＵ６が複数の電子キー２ａ，２ｂから各キーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）を取得して、これらキーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）をまとめてデータセンター１０へ送信し、データセンター１０が各キーＩＤコード（ＫＩＤ−１，ＫＩＤ−２）と対応付けられたキー暗号鍵（Ｋ−１，Ｋ−２）から各ＳＥＥＤコード（ＳＣ−Ａ１，ＳＣ−Ａ２）を生成して、イモビライザＥＣＵ６が生成された各ＳＥＥＤコードＳＣをまとめて取得して、イモビライザＥＣＵ６が各ＳＥＥＤコードからキー暗号鍵Ｋを生成して保存する。このため、イモビライザＥＣＵ６からデータセンター１０へキーＩＤコードＫＩＤをまとめて送信するので、イモビライザＥＣＵ６からデータセンター１０へ、登録する電子キー２の数量分の回数送信する必要がない。また、イモビライザＥＣＵ６がデータセンター１０からＳＥＥＤコードＳＣをまとめて取得するので、データセンター１０からイモビライザＥＣＵ６へ、登録する電子キー２の数量分の回数送信する必要がない。よって、セキュリティ性を維持しながら、複数の電子キー２ａ，２ｂの登録作業が容易である。

（２）イモビライザＥＣＵ６が電子キー２からキーＩＤコードＫＩＤを取得して各電子キー２ａ，２ｂとの通信時にチャレンジレスポンス認証の各電子キー２ａ，２ｂにおけるレスポンスコードの生成処理を行い、キー暗号鍵Ｋを生成したことでチャレンジレスポンス認証のイモビライザＥＣＵ６における各電子キー２ａ，２ｂのレスポンスコードの生成処理を行い、それぞれのレスポンスコードを比較してチャレンジレスポンス認証を完了する。このため、チャレンジレスポンス認証のために各電子キー２ａ，２ｂと改めて通信を成立させてレスポンスコードを生成させずに済むので、セキュリティを高めながら、処理時間の増加を抑制できる。

（３）登録ツール８によってイモビライザＥＣＵ６が登録モードに変更される際に、登録される電子キー２の数量が設定される。このため、イモビライザＥＣＵ６は登録される電子キー２の数量を把握して、登録数量に達した時点でキーＩＤコードＫＩＤの取得を終了して次の処理に進むことができる。よって、登録作業を円滑に進めることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、登録ツール８によって登録モードに変更する際に、数量を設定した。しかしながら、図２の破線で示すステップＳ３０のように、登録モードへの変更時に数量の設定をせず、登録すべき電子キー２の全てのキーＩＤコードＫＩＤをイモビライザＥＣＵ６が取得した時点で、登録ツール８によってキーＩＤコードＫＩＤの取得を終了する旨のＩＤ取得終了命令を含むキーＩＤ取得終了信号をイモビライザＥＣＵ６に送信してステップＳ３１に移行させてもよい。

・上記実施形態では、チャレンジレスポンス認証の電子キー２側のレスポンスコードの生成をキーＩＤコードＫＩＤの取得に続いて行った。しかしながら、イモビライザＥＣＵ６がデータベース９からＳＥＥＤコードＳＣを取得してキー暗号鍵Ｋを算出した際に、チャレンジレスポンス認証の電子キー２側のレスポンスコードの生成を行ってもよい。

・上記実施形態では、登録ステップにおいてＳＥＥＤコードＳＣとキー暗号鍵Ｋとを互いに生成する際に暗号規格ＡＥＳを使用したが、他の暗号規格やその他の暗号方式を使用してもよい。

・上記実施形態のオンライン環境における登録ステップにおいて、登録命令を実行する前に、登録作業者をデータセンター１０にて認証してもよい。例えば、登録作業者にＩＤコードとパスワードとを付与し、当該ＩＤコードとパスワードとを利用してデータセンター１０が認証する。

・上記実施形態では、ユーザと登録作業者とを異ならせたが、ユーザが登録作業者となってもよい。
・上記構成において、登録ツールを例えばＰＣやスマートフォン等の汎用コンピュータに専用ソフトウェアを組み込んだ機器としてもよい。

・上記実施形態では、ビークルＩＤコードＶＩＤを取得する際に、車両１のディスプレイ１５に表示させて確認したが、ビークルＩＤコードＶＩＤを要求する特定操作を車両１に行うと、ユーザが指定したメールアドレスにメールが届くようにしてもよい。このようにすれば、メールを受信したユーザのみビークルＩＤコードＶＩＤを確認することができ、秘匿性に優れる。

・上記実施形態では、キーシリンダに電子キー２を挿入するタイプのイモビライザシステム３に本発明を適用したが、車両１によって作られる通信エリアに電子キー２が進入することで、通信が可能なタイプの電子キーシステムに本発明を適用してもよい。

・上記実施形態では、車両１の電子キーシステムに本発明を採用したが、住宅等の建物の電子キーシステムに本発明を採用してもよい。

１…通信対象としての車両、２…電子キー、２ａ…第１電子キー、２ｂ…第２電子キー、３…イモビライザシステム、４…トランスポンダ、５…コイルアンテナ、６…制御装置としてのイモビライザＥＣＵ、７…電子キー登録システム、８…登録ツール、９…データベース、９ａ…ＥＣＵデータベース、９ｂ…電子キーデータベース、１０…データセンター、１１…エンジン、１２…エンジンＥＣＵ、１３…車内ＬＡＮ、１４…イグニッションスイッチ、１５…ディスプレイ、２０…ネットワーク、２１…送受信アンテナ、４１…制御部、４２…メモリ、６１…モード切替部、６２…キーＩＤ書込部、６３…キーＩＤ確認部、６４…ＳＥＥＤ読込部、６５…ＳＥＥＤ生成要求部、６６…暗号鍵生成部、６７…暗号鍵登録部、６８…データベース更新部、６９…メモリ、８１…制御部、８２…操作部、８３…表示部、ＡＥＳ…暗号規格、ｆ…鍵生成ロジック、Ｋ…キー暗号鍵、ＫＩＤ…キーＩＤコード、ＳＣ…ＳＥＥＤコード、ＶＩＤ…ビークルＩＤコード、ＶＫ…ビークル暗号鍵。

Claims (2)

1. 電子キーと通信対象との認証が成立したことに基づいて当該通信対象の制御が可能となる電子キーシステムに用いる前記電子キーを前記通信対象の制御装置に登録する電子キー登録システムにおいて、
   前記通信対象毎に異なる通信対象識別情報と、前記登録に用いる通信対象暗号鍵とが前記制御装置に保存され、前記制御装置に保存された前記通信対象識別情報と前記通信対象暗号鍵とがデータセンターに保存される制御装置製造ステップと、
   前記電子キー毎に異なるキー識別情報と、前記認証に用いるキー暗号鍵とが前記電子キーに保存され、前記電子キーに保存された前記キー識別情報と前記キー暗号鍵とが前記データセンターに保存される電子キー製造ステップと、
   オンライン環境において前記電子キーを前記制御装置に複数登録する場合には、各前記電子キーから前記キー識別情報を前記制御装置が取得して、前記通信対象識別情報と、登録する前記電子キーに保存される各前記キー識別情報とを前記制御装置が前記データセンターへまとめて送信し、前記データセンターに保存された前記通信対象識別情報と対応付けられた前記通信対象暗号鍵を利用し、各前記キー識別情報と対応付けられた前記キー暗号鍵から各暗号鍵生成コードを前記データセンターが生成して、生成された各前記暗号鍵生成コードを前記データセンターから前記制御装置がまとめて取得して、取得した各前記暗号鍵生成コードから前記キー暗号鍵を前記制御装置が生成して前記制御装置に保存する登録ステップと、を備え、
   前記制御装置は、前記登録ステップにおいて、各前記電子キーから前記キー識別情報を取得すると、チャレンジレスポンス認証として各前記電子キーにチャレンジコードを送信し、各前記電子キーにおいてチャレンジコードから前記キー暗号鍵によって生成された各レスポンスコードを取得して保持し、前記データセンターから取得した各前記暗号鍵生成コードから前記キー暗号鍵を生成すると、前記チャレンジレスポンス認証として生成した各前記キー暗号鍵によってチャレンジコードから各レスポンスコードを生成し、生成した各レスポンスコードと保持していた各レスポンスコードとを前記電子キー毎に比較することで前記チャレンジレスポンス認証を完了する
   ことを特徴とする電子キー登録システム。
2. 請求項１に記載の電子キー登録システムにおいて、
   前記制御装置は、登録ツールによって登録モードに変更され、前記登録モードへの変更時に、登録される前記電子キーの数量が設定される
   ことを特徴とする電子キー登録システム。

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