JP6454614B2 - 車載システム、その制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
図1を参照して、車載システムの構成の例を説明する。図1において、車載システム100は、送信制御装置110、受信制御装置130、通信バス190を含んで構成される。車載システム100では、送信制御装置110がパケット乱数を生成し、通信バス190を介して、データとともにパケット乱数を格納したパケットを送信する。受信制御装置130は受信したパケットの乱数の真正性を検証し、真正性の検証された受信パケットに格納されたデータの取得を行なう。
通信バス190には、一つまたは複数の制御装置が接続される。ここでは、送信制御装置110と受信制御装置130の二つの制御装置が接続される例を示す。送信制御装置110は、通信部111、通信パケット生成部112、パケット乱数生成部113、マスク値テーブル生成部114、ベース乱数生成部115、鍵管理部117、ベース乱数記憶部118、マスク値テーブル記憶部119を含んで構成されている。
受信制御装置130は、通信部131、通信パケット検証部132、パケット乱数生成部133、ベース乱数生成部135、鍵管理部137、ベース乱数記憶部138、マスク値テーブル記憶部139を含んで構成されている。なお、ベース乱数生成部135は含まれなくてもよい。通信部131は、制御装置110の通信パケット生成部112が生成した通信パケットを通信バス190経由で受信する。通信パケット検証部132は、制御装置110から送信された通信パケットに含まれるパケット乱数を検証する。
図2を参照して、制御装置のハードウェアの構成の例を説明する。この例では、送信制御装置110と受信制御装置130のハードウェアは同じであるので、まとめて説明する。図2において、制御装置は、通信装置11、入出力装置12、CPU(Central Processing Unit)14、メモリ15を含んで構成されている。
図3を参照して、送信制御装置110と受信制御装置130の間の通信処理の全体概要の例について説明する。送信制御装置110は、通信パケットのシーケンス番号の代わりとなるパケット乱数を通信パケットに格納する。パケット乱数は、各パケットIDと、そのパケットIDに対応して秘密かつランダムに選択されたマスク値というデータを格納するテーブルであるマスク値テーブルを用いて生成される。ここで、秘密とは、制御装置110と制御装置130のみに格納されている値であるという意味である。
図4は、エンジン起動時の秘匿共有処理(S201)の例を示す図である。既に説明したように秘匿共有処理(S201)はベース乱数共有処理(S311)とマスク値テーブル共有処理(S312)とからなる。
図5を参照して、パケット乱数送信処理(S202)の例を説明する。この例では、複数のベース乱数がベース乱数記憶部118に格納され、各ベース乱数をインデックスにより指し示される。各ベース乱数は固定長のデータであってもよい。まず、ベース乱数記憶部118の中でベース乱数の使用箇所を指すインデックスであるベース乱数インデックスが初期化される。
図6を参照して、パケット乱数受信処理(S203)を説明する。ベース乱数記憶部138の中でベース乱数の使用箇所を指すインデックスであるベース乱数インデックスの初期化を行う。受信制御装置130は、ベース乱数記憶部138の中のベース乱数インデックスが指し示す場所から、パケット乱数の長さ分だけのベース乱数を取得し、ベース乱数インデックスの値を前記乱数の長さ分だけインクリメントする(S601)。
図7を参照して、マスク値テーブル900の構成の例を説明する。マスク値テーブル900は、マスク値テーブル生成部114により生成され、マスク値テーブル記憶部119、139に格納される。マスク値テーブル900は、パケットID欄901とマスク値欄902から成る。この例では、パケットID欄901の「ID_1」とマスク値欄902の「MASK_ID1」とが対応する、すなわち紐づくことを表す。以下、マスク値テーブル900のパケットID欄901の「ID_2」と「ID_3」のそれぞれはマスク値欄902の「MASK_ID2」と「MASK_ID3」のそれぞれに紐づくテーブルである。
図8を参照して、通信パケット1000の構成の例を説明する。この通信パケット1000は、通信パケット生成部112により生成される通信パケットであり、例えば図3を用いて説明したパケット送信(S317)にて通信部111から通信バス190に送信され、パケット受信(S323)にて通信部131で受信される通信パケットである。
図9を参照して、複数の受信制御装置130へのパケット乱数送信処理の例を説明する。図9は、1つの送信制御装置110から、パケットIDが「ID_1」の通信パケット1104を受信制御装置130に送信し、パケットIDが「ID_2」の通信パケット1105を受信制御装置140に送信する例を示す図である。
実施例1で説明した構成では、ベース乱数の使用箇所を指すインデックスであるベース乱数インデックスが、送信制御装置110と受信制御装置130の両方で一致している必要がある。通信エラー等により、両方のベース乱数インデックスが一致しなくなった状態(同期ずれ状態)が生じる可能性もある。
次に図11を参照して、送信制御装置110と受信制御装置130の間の同期処理を含む通信処理の全体概要の例について説明する。秘匿共有処理(S201)、パケット乱数送信処理(S202)、パケット乱数受信処理(S203)は図3を用いて既に説明したとおりである。同期補正時には、送信側同期処理(S204)として、送信制御装置110は、同期補正情報を生成し(S318)、生成した同期補正情報を送信する(S319)。
図12を参照し、送信側同期処理(S204)の例を説明する。送信側同期処理(S204)は、同期補正時に送信制御装置110によって行われる。まず、送信制御装置110の同期補正情報生成部116は、ベース乱数インデックスを取得し(S711)、取得したベース乱数インデックスを適切な量だけインクリメントした値を、同期補正後のベース乱数インデックスとして、同期補正後のベース乱数インデックスを同期補正情報として格納した通信パケットを生成する(S712)。
図13を参照して、受信側同期処理(S205)の例を説明する。受信側同期処理(S205)は、同期補正時に受信制御装置130によって行われる。受信制御装置130の通信部131は、通信バス190を介して、送信制御装置110が送信した同期補正情報を格納した通信パケットを受信する(S811)。同期補正部136は、受信した通信パケットから同期補正情報を取得し(S812)、取得した同期補正情報を同期補正後のベース乱数インデックスとして設定することにより、同期補正を行う(S813)。
Claims (6)
- 複数の制御装置を通信可能に接続する車載システムであって、
前記複数の制御装置の中の第1の制御装置は、
複数のベース乱数を格納する第1のベース乱数記憶部と、
パケット識別子に紐づくマスク値を、パケット識別子に対応させてマスク値テーブルとして格納する第1のマスク値記憶部と、
前記第1のベース乱数記憶部のベース乱数の格納場所を示す第1のインデックスを用いて、前記第1のベース乱数記憶部からパケット乱数の長さ分だけのベース乱数を取得し、送信するパケットの識別子から前記第1のマスク値記憶部に格納されたマスク値を取得し、取得したベース乱数とマスク値の排他的論理和によりパケット乱数を生成する第1のパケット乱数生成部と、
通信するデータに前記第1のパケット乱数生成部により生成されたパケット乱数を付加した通信パケットを送信する第1の通信部と、を有し、
前記複数の制御装置の中の第2の制御装置は、
前記第1のベース乱数記憶部と同一のベース乱数を格納する第2のベース乱数記憶部と、
前記第1のマスク値記憶部と同一のマスク値テーブルを格納する第2のマスク値記憶部と、
前記第1の通信部から通信パケットを受信する第2の通信部と、
前記第2の通信部により受信した通信パケットからパケット乱数とパケット識別子を取得し、取得したパケット識別子と前記第2のマスク値記憶部に格納されたマスク値に基づいて、パケットの識別子に対応するマスク値を取得し、前記第1のインデックスと同一の第2のインデックスを用いて、前記第2のベース乱数記憶部からパケット乱数の長さ分だけのベース乱数を取得し、取得したベース乱数とマスク値の排他的論理和によりパケット乱数を生成する第2のパケット乱数生成部と、
前記第2のパケット乱数生成部によって生成されたパケット乱数と前記第2の通信部より受信されたパケット乱数とにより通信パケットの検証を行う通信パケット検証部とを有することを特徴とする車載システム。 - 前記第1の制御装置は、複数のベース乱数を生成するベース乱数生成部と、パケット識別子毎にパケット識別子に紐づくマスク値を生成するマスク値生成部とを有し、
前記第1の通信部は、
車両のエンジン起動時に、前記ベース乱数生成部の生成したベース乱数と前記マスク値生成部の生成したマスク値を前記第2の制御装置へ送信し、
前記第2の通信部は、
前記ベース乱数生成部の生成したベース乱数と前記マスク値生成部の生成したマスク値を前記第1の制御装置から受信し、
前記第2のベース乱数記憶部は、前記第2の通信部が受信したベース乱数が格納される
前記第2のマスク値記憶部は、前記第2の通信部が受信したマスク値が格納されることを特徴とする請求項1に記載の車載システム。 - 前記第1の制御装置は、
前記第1のベース乱数記憶部に格納された複数のベース乱数の取得位置を特定するベース乱数インデックスに基づき同期情報を生成する同期情報生成部をさらに備え、
前記第1の通信部は、
前記生成された同期情報を前記第2の制御装置へ送信し、
前記第2の通信部は、
前記生成された同期情報を前記第1の制御装置から受信し、
前記第2の制御装置は、
前記第2のベース乱数記憶部に格納された複数のベース乱数の取得位置を特定するベース乱数インデックスを前記第2の通信部が受信した同期情報に基づき同期する同期部を備えたことを特徴とする請求項2に記載の車載システム。 - 第1の制御装置が第2の制御装置へ制御情報を送信する車載システムの制御方法であって、
前記第1の制御装置は、
第1のCPUと、
複数のベース乱数と、パケットの複数の識別子それぞれに紐づけてマスク値を格納する第1のメモリを備え、
前記第1のCPUは、
前記第1のメモリのベース乱数の格納場所を示す第1のインデックスを用いて、前記第1のメモリからパケット乱数の長さ分だけのベース乱数を取得し、送信するパケットの識別子から前記第1のメモリに格納されたマスク値に基づいて、送信するパケットの識別子に対応するマスク値を取得し、取得したベース乱数とマスク値の排他的論理和により第1のパケット乱数を生成し、
通信するデータに前記第1のパケット乱数を付加した通信パケットを前記第2の制御装置に送信し、
前記第2の制御装置は、
第2のCPUと、
前記第1のメモリと同一の複数のベース乱数と、前記第1のメモリと同一のパケットの複数の識別子それぞれに紐づけてマスク値を格納する第2のメモリを備え、
前記第2のCPUは、
前記第1の制御装置から受信した通信パケットからパケット乱数とパケット識別子を取得し、取得したパケット識別子に基づいて前記第2のメモリに格納されたパケット識別子に対応するマスク値を取得し、前記第1のインデックスと同一の第2のインデックスを用いて、前記第2のメモリからパケット乱数の長さ分だけのベース乱数を取得し、取得したベース乱数とマスク値の排他的論理和により第2のパケット乱数を生成し、
前記第2のパケット乱数と前記第1のパケット乱数とにより通信パケットの検証を行うことを特徴とする車載システムの制御方法。 - 前記第1の制御装置は、複数のベース乱数を生成するベース乱数生成部と、パケット識別子毎にパケット識別子に紐づくマスク値を生成するマスク値生成部とを有し、
車両のエンジン起動時に、前記ベース乱数生成部の生成したベース乱数と前記マスク値生成部の生成したマスク値を前記第2の制御装置へ送信し、
前記第2の制御装置は、
前記ベース乱数生成部の生成したベース乱数と前記マスク値生成部の生成したマスク値を前記第1の制御装置から受信する第2の通信部を有し、
前記第2のメモリは、前記第2の通信部が受信したベース乱数が格納され、
前記第2のメモリは、前記第2の通信部が受信したマスク値が格納されることを特徴とする請求項4に記載の車載システムの制御方法。 - 前記第1の制御装置は、
前記第1のメモリに格納された複数のベース乱数の取得位置を特定するベース乱数インデックスに基づき同期情報を生成し、
前記生成された同期情報を前記第2の制御装置へ送信し、
前記第2の制御装置は、
前記生成された同期情報を前記第1の制御装置から受信し、
前記第2のメモリに格納された複数のベース乱数の取得位置を特定するベース乱数インデックスを前記第2の通信部が受信した同期情報に基づき同期することを特徴とする請求項5に記載の車載システムの制御方法。
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