JP7114413B2 - 認証システム及び認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信時に携帯端末を認証する認証システム及び認証方法に関連する。

従来、例えば車両において、ユーザに所持される携帯端末と車両に搭載される車載機との間の無線通信を通じて車両の制御を行う認証システムが知られている。認証システムとしては、車載機からの送信電波に携帯端末が自動で応答して無線通信によりＩＤ認証（スマート照合）を行うスマート認証システムが周知である。

例えば、特許文献１に記載の認証システムは、車載機及び携帯端末の一方から他方にデータ列を送信して暗号鍵により演算させ、その演算結果を判定することにより、両者の認証を行う、いわゆるチャレンジレスポンス認証を実行する。これにより、通信が確立した携帯端末に対し、その携帯端末が正しいか否かの判定の精度が向上する。

特開２０１２－１９３４９９号公報

この種の認証システムでは、例えば携帯端末が複数の車載機と通信を行う場合も想定される。この場合、各車載機とそれぞれ認証を行うことが望ましい。しかし、携帯端末が複数の車載機とそれぞれ認証を行うと、通信にかかる処理が増大するという懸念があった。

本発明の目的は、通信にかかる処理の増大を抑制可能にした認証システム及び認証方法を提供することにある。

上記課題を解決するための認証システムは、携帯端末と第１制御装置とが無線により通信する際に当該携帯端末のＩＤを認証する認証システムであって、ＩＤ認証の際に、前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方にデータ列を送信し、当該データ列を前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で暗号鍵により演算して演算結果を求め、当該演算結果の一致を確認する双方認証を行う第１認証部と、前記携帯端末が第２制御装置と通信を行う場合に、前記演算結果の一部を用いた暗号通信を行う第２認証部とを備える。

この構成によれば、携帯端末と第２制御装置との間の通信を暗号通信により行う場合に、携帯端末及び第２制御装置の一方から他方にデータ列を送信して演算するという双方認証の処理を行わなくても暗号通信の認証を行うことができる。これにより、携帯端末及び第２制御装置の間の通信に暗号通信を課す場合に、通信にかかる処理の増大を抑制できる。

前記認証システムにおいて、前記第２認証部は、前記携帯端末及び前記第１制御装置の位置関係に準じたパラメータを、通信を通じて測定し、当該パラメータを基に前記携帯端末及び前記第１制御装置の間の通信が妥当か否かを確認することが好ましい。この構成によれば、携帯端末及び第１制御装置が通信するにあたり、ＩＤ認証に加えて通信の妥当性の確認を行う。これは、認証システムのセキュリティ向上に寄与する。

前記認証システムにおいて、前記第２認証部は、前記携帯端末及び前記第２制御装置の一方から他方へ前記演算結果の一部を用いた前記暗号通信を行う場合に、当該暗号通信の正否を他方側で確認する認証を通じて通信を行うことが好ましい。この構成によれば、携帯端末及び第２制御装置との通信に暗号通信を課すようにしても、同通信において双方向の通信を必要としないため、暗号通信の処理を軽減するのに寄与する。

前記認証システムにおいて、前記第１制御装置は、前記第２制御装置の作動を主管理するマスタ制御装置であり、前記第２制御装置は、前記演算結果の一部を前記マスタ制御装置から入力することにより、当該演算結果の一部を取得することが好ましい。この構成によれば、第２制御装置は、暗号通信に使用する演算結果の一部をマスタ制御装置から取得するので、演算結果の一部を得るために、自身でデータ列を演算する必要がない。そのため、第２制御装置の処理負担の軽減に寄与する。

前記認証システムにおいて、前記携帯端末は、前記第１制御装置から前記データ列を受信してこれを演算することにより前記演算結果を求め、当該演算結果から、前記暗号通信の際に用いる前記演算結果の一部を取得することが好ましい。この構成によれば、携帯端末は、データ列の演算後、その演算結果の一部を、第２制御装置との暗号通信に使用する暗号鍵としてそのまま取得することが可能となる。したがって、暗号通信の処理を軽減するのに寄与する。

前記認証システムにおいて、前記双方認証は、前記データ列としての乱数からなるチャレンジコードを前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方へ送信し、当該チャレンジコードを前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で演算して前記演算結果としてのレスポンスコードを求め、当該レスポンスコードの一致を確認するチャレンジレスポンス認証であることが好ましい。この構成によれば、チャレンジレスポンス認証のレスポンスコードの一部を利用して、携帯端末及び第２制御装置の通信にかかる処理の軽減を満足することができる。

上記課題を解決するための認証方法は、携帯端末と第１制御装置とが無線により通信する際に当該携帯端末のＩＤを認証する認証方法であって、ＩＤ認証の際に、前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方にデータ列を送信し、当該データ列を前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で暗号鍵により演算して演算結果を求め、当該演算結果の一致を確認する双方認証を行うステップと、前記携帯端末が第２制御装置と通信を行う場合に、前記演算結果の一部を用いた暗号通信を行うステップとを備える。

本発明の認証システム及び認証方法は、通信にかかる処理の増大を抑制可能にする。

認証システムの構成を示すブロック図。 レスポンスコードの構成を示すブロック図。 携帯端末と第１制御装置との認証の流れを示すフロー図。 携帯端末と第２制御装置との認証の流れを示すフロー図。

以下、認証システム及び認証方法の一実施形態を、図１～図４に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、無線通信を通じて携帯端末２の正否を認証することにより車載装置（図示略）の作動可否を制御する認証システム３を備える。本例の認証システム３は、車両１からの通信を契機に無線を通じたＩＤ認証（スマート照合）を実行するスマート認証システムである。携帯端末２は、例えば主にキー機能を備える電子キーであることが好ましい。また、車載装置は、例えば車両１のドアの施解錠を制御するドアロック装置や、車両１のエンジン（いずれも不図示）である。

車両１は、第１制御装置としての照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備える。照合ＥＣＵ１０は、携帯端末２のＩＤ認証（スマート照合）を実行する。照合ＥＣＵ１０のメモリ１１には、車両１に登録された携帯端末２の電子キーＩＤや、例えば携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の双方認証時に使用する暗号鍵が書き込み保存されている。

車両１には、車両１において携帯端末２とのＩＤ認証（スマート照合）の通信を実行する第１通信部１２を備える。第１通信部１２は、例えばＩＤ認証の通信がＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）－ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の双方向通信の場合、ＬＦ電波を送信する電波送信機と、ＵＨＦ電波を受信する電波受信機とを備える。

携帯端末２は、携帯端末２の作動を制御するキー制御部２０を備える。キー制御部２０のメモリ２１には、ＩＤ認証（スマート照合）の際に使用される電子キーＩＤ及び暗号鍵が書き込み保存されている。また、携帯端末２は、携帯端末２において車両１とのＩＤ認証の通信を実行する第１通信部２２を備える。第１通信部２２は、ＩＤ認証の通信がＬＦ－ＵＨＦの双方向通信の場合、ＬＦ電波を受信する受信部と、ＵＨＦ電波を送信する送信部とを備える。

ＩＤ認証（スマート照合）は、車両１の第１通信部１２から定期又は不定期にＬＦ送信されるウェイク信号を携帯端末２が受信したことを契機に開始される。具体的には、携帯端末２は、ウェイク信号を受信すると、待機状態から起動し、そしてアック信号をＵＨＦ送信する。照合ＥＣＵ１０は、ウェイク信号に対するアック信号を受信すると、スマート照合を開始する。スマート照合では、携帯端末２から電子キーＩＤをＵＨＦ送信し、照合ＥＣＵ１０側で電子キーＩＤの認証を行う。

認証システム３は、ＩＤ認証の際に携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間で双方認証を実行する第１認証部３０を備える。本例の第１認証部３０は、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の一方から他方にデータ列を送信し、当該データ列を携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の双方で暗号鍵により演算して演算結果を求め、当該演算結果の一致を確認する。本例の第１認証部３０は、照合ＥＣＵ１０に設けられた第１認証部３０ａと、キー制御部２０に設けられた第１認証部３０ｂとを含む。

本例の場合、第１認証部３０による双方認証は、チャレンジレスポンス認証である。第１認証部３０は、データ列としての乱数からなるチャレンジコードに対する演算結果としてのレスポンスコードを、照合ＥＣＵ１０及び携帯端末２の双方に演算させ、これらレスポンスコードの一致を確認する。照合ＥＣＵ１０は、第１認証部３０による双方認証が不成立した場合、スマート照合の判定を不成立として車載装置の作動を禁止する。

認証システム３は、車両１及び携帯端末２の間の位置関係の妥当性を、通信を通じて確認する不正通信検出機能（通信不正成立防止システム４０）を備える。本例の通信不正成立防止システム４０は、車両１及び携帯端末２の位置関係に準じたパラメータを、通信を通じて測定し、当該パラメータを基に携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の通信が妥当か否かを確認する。通信不正成立防止システム４０は、例えば車両１から遠く離れた携帯端末２を中継器等により不正に車両１に通信接続してスマート照合を成立させる不正行為への対策として設けられる。本例の通信不正成立防止システム４０において、位置関係に準じたパラメータは、携帯端末２及び車両１の間の距離（測距値）であって、２者間の無線通信を解析して距離が十分に近いか否かを判定して通信の妥当性を確認する検出処理（距離検出）を実行する。

通信不正成立防止システム４０は、車両１に設けられた第２制御装置としての測距ＥＣＵ４１を備える。照合ＥＣＵ１０は、通信不正成立防止システム４０において、測距ＥＣＵ４１の作動を主管理するマスタ制御装置４２として作動する。照合ＥＣＵ１０と測距ＥＣＵ４１とは、車内の通信線４３を介して接続されている。通信線４３は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。通信線４３は、ドアロック装置を制御するＥＣＵや、エンジンの作動を制御するＥＣＵにも接続されている。照合ＥＣＵ１０は、測距ＥＣＵ４１に検出処理（距離検出）を実行させる制御信号Ｓ０を、通信線４３を介して出力する。

測距ＥＣＵ４１は、車両１及び携帯端末２の間でＵＷＢ帯の電波を送受信する通信を通じて、これら２者間の位置関係に準じたパラメータ（測距値）を測定し、位置関係の妥当性を認証する。車両１は、車両１において検出処理の通信を実行する第２通信部４４を備える。携帯端末２は、携帯端末２において検出処理の通信を実行する第２通信部４５を備える。第２通信部４４，４５は、ＵＷＢ帯の電波を送受信する。

測距ＥＣＵ４１及びキー制御部２０は、検出処理（距離検出）を実行する第２認証部５０を備える。第２認証部５０は、測距ＥＣＵ４１に設けられた第２認証部５０ａと、キー制御部２０に設けられた第２認証部５０ｂとを含む。第２認証部５０ａ，５０ｂは、ＵＷＢ帯の測距信号Ｓｄを携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の間で互いに送受信して、その伝播時間から携帯端末２及び車両１間の距離（測距値）を算出する。そして、第２認証部５０ａ，５０ｂは、測距値に基づいて携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の通信が妥当か否かを判定する。例えば、第２認証部５０ａ，５０ｂは、測距値が所定の閾値以下である場合、通信が妥当であると判定する。なお、通信が妥当であるか否かを判定する機能は、第２認証部５０ａ，５０ｂの少なくとも一方に設けられていればよく、本例の場合、第２認証部５０ｂがこの判定を行う。照合ＥＣＵ１０は、通信が妥当でないと判定された場合、車載装置の作動を禁止する。

第２認証部５０は、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１が検出処理の通信を行う場合に、レスポンスコードの一部を用いた暗号通信によって通信を実行する。例えば、第２認証部５０ａ，５０ｂは、検出処理の通信において、測距信号Ｓｄにレスポンスコードの一部を含ませて送信し、このレスポンスコードの一致を、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の双方で確認することで両者の認証を行う。第２認証部５０ａ，５０ｂは、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の間の認証が不成立した場合、検出処理の通信を途絶して通信が妥当でないと判定する。

図２に示すように、本例のチャレンジレスポンス認証では、９６ｂｉｔの信号からなるチャレンジコードが生成され、このチャレンジコードから９６ｂｉｔの信号からなるレスポンスコードが演算される。本例の場合、レスポンスコードは、第１レスポンスコードα１、第２レスポンスコードα２、及び第３レスポンスコードα３に分割して使用される。第１レスポンスコードα１は、レスポンスコードにおいて最上位の３２ｂｉｔのデータ列であり、第２レスポンスコードα２は、次の３２ｂｉｔのデータ列であり、第３レスポンスコードα３は、下位の３２ｂｉｔのデータ列である。第１レスポンスコードα１は、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間で行われる双方認証（チャレンジレスポンス認証）に使用される部分である。第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３は、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の間で行われる検出処理（距離検出）の暗号通信に使用される部分である。

携帯端末２は、双方認証において受信したチャレンジコードを演算することによりレスポンスコードを求め、第１レスポンスコードα１、第２レスポンスコードα２、及び第３レスポンスコードα３を取得する。測距ＥＣＵ４１は、レスポンスコードのうち、第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を、照合ＥＣＵ１０から通信線４３を介して入力して取得する。

次に、認証システム３の作用及び効果について、図３～図４を用いて説明する。
図３に示すように、ステップＳ１０１では、照合ＥＣＵ１０は、車両近傍エリアにポーリングによるウェイク信号ＳｗｋをＬＦ送信する。携帯端末２は、ウェイク信号Ｓｗｋが送信されているとき、車両近傍エリアに進入してウェイク信号Ｓｗｋを受信すると、待機状態から起動し、スマート照合を開始する。キー制御部２０は、起動状態に切り替わると、アック信号ＳａｃをＵＨＦ送信する。照合ＥＣＵ１０は、携帯端末２からウェイク信号Ｓｗｋに対するアック信号Ｓａｃを受信すると、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２では、照合ＥＣＵ１０は、送信の度に値が異なる乱数からなるチャレンジコードを含むチャレンジ信号ＳｃをＬＦ送信する。チャレンジコードは、９６ｂｉｔの信号である。キー制御部２０は、チャレンジ信号Ｓｃを受信すると、第１認証部３０ｂによって暗号鍵を用いて受信したチャレンジコードを演算してレスポンスコードを生成する。また、照合ＥＣＵ１０も、第１認証部３０ａによって暗号鍵を用いてチャレンジコードを演算してレスポンスコードを生成する。レスポンスコードにはそれぞれ３２ｂｉｔの信号である第１レスポンスコードα１、第２レスポンスコードα２、及び第３レスポンスコードα３が含まれている。第１認証部３０ｂは、演算した第１レスポンスコードα１、第２レスポンスコードα２、及び第３レスポンスコードα３を含むレスポンス信号Ｓｒを送信する。このとき、携帯端末２は、電子キーＩＤも併せて照合ＥＣＵ１０に送信する。

ステップＳ１０３では、第１認証部３０ａは、受信したレスポンス信号Ｓｒに含まれている第１レスポンスコードα１と、車両１側で演算した第１レスポンスコードα１とを照合する。第１認証部３０ａは、第１レスポンスコードα１同士が一致した場合、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の双方認証を成立と判定する。また、照合ＥＣＵ１０は、携帯端末２から受信した電子キーＩＤの正否を確認するキーＩＤ認証も行う。第１認証部３０ａは、双方認証及びキーＩＤ認証が共に成立した場合、ステップＳ１０４へ移行する。一方、第１認証部３０ａは、双方認証及びキーＩＤ認証の少なくとも一方が成立しなかった場合、スマート照合を不成立として車載機器の作動を禁止する。

ステップＳ１０４では、照合ＥＣＵ１０は、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の双方認証及びキーＩＤ認証が成立した場合に、測距ＥＣＵ４１に検出処理を実行させる制御信号Ｓ０を出力する。ここで、制御信号Ｓ０には、第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３が含まれている。

図４に示すように、ステップＳ２０１では、測距ＥＣＵ４１は、制御信号Ｓ０を入力すると、検出処理（距離検出）を開始する。また、測距ＥＣＵ４１は、制御信号Ｓ０に含まれている第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を取得する。測距ＥＣＵ４１の第２認証部５０ａは、検出処理を開始すると、携帯端末２からの第１測距信号Ｓｄ１の送信を待機する。携帯端末２の第２認証部５０ｂは、制御信号Ｓ０が出力されてから所定のタイミングで第１測距信号Ｓｄ１をＵＷＢ帯で送信する。第１測距信号Ｓｄ１には、第２認証部５０ａ，５０ｂの間の同期のための同期ビットと、第２レスポンスコードα２とが含まれている。また、第２認証部５０ｂは、第１測距信号Ｓｄ１を送信してからの計時を開始する。

ステップＳ２０２では、測距ＥＣＵ４１の第２認証部５０ａは、受信した第２レスポンスコードα２の照合を行う。第２認証部５０ａは、照合ＥＣＵ１０から入力した第２レスポンスコードα２と、携帯端末２から受信した第２レスポンスコードα２とが一致する場合、暗号通信の認証を成立とする。第２認証部５０ａは、暗号通信の認証が成立した場合、第２測距信号Ｓｄ２を送信する。第２測距信号Ｓｄ２には、同期ビットと、第３レスポンスコードα３が含まれている。一方、第２認証部５０ａは、第２レスポンスコードα２の暗号通信の認証が成立しなかった場合、第２測距信号Ｓｄ２を送信せず、通信が妥当でないと判定する。したがって、照合ＥＣＵ１０は、車載機器の作動を禁止する。

ステップＳ２０３では、携帯端末２の第２認証部５０ｂは、受信した第３レスポンスコードα３と、携帯端末２で演算した第３レスポンスコードα３とを照合する。これら第３レスポンスコードα３が一致する場合、第２認証部５０ｂは、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の間の暗号通信の認証を成立と判定する。第２認証部５０ｂは、暗号通信の認証が成立した場合、ステップＳ２０４へ移行する。一方、第２認証部５０ｂは、暗号通信の認証が成立しなかった場合、検出処理の判定を行わず通信が妥当でないと判定する。

ステップＳ２０４では、携帯端末２の第２認証部５０ｂは、第１測距信号Ｓｄ１を送信してから第２測距信号Ｓｄ２を受信するまでの伝搬時間に基づいて携帯端末２及び車両１との測距値（距離）を算出する。第２認証部５０ｂは、測距値が所定の閾値以下であった場合に、携帯端末２及び車両１の間の通信が妥当であると判定する。第２認証部５０ｂは、検出処理の判定結果を車両１側へ報知する第３測距信号Ｓｄ３を送信する。照合ＥＣＵ１０は、検出処理により通信が妥当であると判定された場合、車載機器の作動を許可する。一方、照合ＥＣＵ１０は、検出処理により通信が妥当でないと判定された場合、車載機器の作動を禁止する。なお、第３測距信号Ｓｄ３には、レスポンスコードの一部が含まれていてもよく、再度車両１側でこのレスポンスコードの照合（暗号通信の認証）を行ってもよい。

このように、通信不正成立防止システム４０の検出処理によって通信の妥当性を判定するため、例えば携帯端末２が車両１から遠く離れた状況で中継器を使用した不正行為が行われたとしても、検出処理で求めた測距値（距離）が妥当でないと判定される。これにより、車載機器を作動させることがない。

ところで、例えば、なりすまし送信機を使用して通信が妥当であると判定させようとする「なりすまし行為」が行われる可能性もある。なりすまし送信機は、過去の検出処理の通信を傍受して測距信号Ｓｄをコピーしており、これらを送信可能である。なりすまし行為は、なりすまし送信機を携帯端末２近傍（又は車両１近傍）に配置して実際には遠く離れた携帯端末２と車両１との測距値を改ざんする不正行為である。本例の場合、第２認証部５０によって携帯端末２と測距ＥＣＵ４１との間で暗号通信を行う。さらに、暗号通信には、通信毎にユニークなレスポンスコードを用いている。そのため、なりすまし行為が行われたとしても、なりすまし送信機は、正規のレスポンスコードを有していないので、暗号通信の認証を成立させることができない。したがって、なりすまし行為によって通信が妥当であると判定されることがない。

さて、本例では、携帯端末２と照合ＥＣＵ１０との間で双方認証をおこなう第１認証部３０と、レスポンスコードの一部（第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３）を用いて携帯端末２と測距ＥＣＵ４１との間の暗号通信を行う第２認証部５０とを備えた。この構成によれば、携帯端末２と測距ＥＣＵ４１との間の通信を暗号通信により行う場合に、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の一方から他方にデータ列を送って演算するという双方認証の処理を行なわなくても暗号通信の認証を行うことができる。これにより、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の間の通信に暗号通信を課す場合に、通信にかかる処理の増大を抑制できる。

本例では、第２認証部５０は、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の距離に準じた測距値を、通信を通じて測定し、当該測距値を基に携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０の間の通信が妥当か否かを確認する構成とした。この構成によれば、携帯端末２及び照合ＥＣＵ１０が通信するにあたり、ＩＤ認証に加えて通信の妥当性の確認を行う。これは、認証システム３のセキュリティ向上に寄与する。

本例では、第２認証部５０は、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の一方から他方へレスポンスコードの一部を用いた暗号通信を行う場合に、暗号通信の正否を他方側で確認する認証を通じて通信を行う構成とした。この構成によれば、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１との通信に暗号通信を課すようにしても、同通信において双方向の通信を必要としないため、暗号通信の処理を軽減するのに寄与する。

本例では、照合ＥＣＵ１０は、測距ＥＣＵ４１の作動を主管理するマスタ制御装置４２であり、測距ＥＣＵ４１は、第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を照合ＥＣＵ１０から入力することにより、第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を取得する構成とした。この構成によれば、測距ＥＣＵ４１は、暗号通信に使用するレスポンスコードの一部を照合ＥＣＵ１０から取得するので、第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を得るために、自身でデータ列を演算する必要がない。そのため、測距ＥＣＵ４１の処理負担の軽減に寄与する。

本例では、携帯端末２は、照合ＥＣＵ１０からチャレンジコードを受信してこれを演算することによりレスポンスコードを求め、レスポンスコードのうち暗号通信に使用される第２レスポンスコードα２及び第３レスポンスコードα３を取得する構成とした。この構成によれば、携帯端末２は、チャレンジコードの演算後、それに対するレスポンスコードの一部を、測距ＥＣＵ４１との暗号通信に使用する暗号鍵としてそのまま取得することが可能となる。したがって、暗号通信の処理を軽減するのに寄与する。

本例では、第１認証部３０による双方認証はチャレンジレスポンス認証とした。この構成によれば、チャレンジレスポンス認証のレスポンスコードの一部を利用して、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の通信にかかる処理の軽減を満足することができる。また、チャレンジコードは、通信毎にユニークに生成されるため、通信のセキュリティ向上に寄与する。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態において、携帯端末２と照合ＥＣＵ１０との間の双方認証は、チャレンジレスポンス認証に限定されず、データ列を暗号鍵によって演算する処理を含む認証方法であればよい。また、データ列は、制御装置において固有の値であってもよい。

・本実施形態において、チャレンジコードの演算は、複数回、実施されてもよい。例えば、第１レスポンスコードα１、第２レスポンスコードα２、及び第３レスポンスコードα３がそれぞれ別個に演算されてもよい。ただし、チャレンジコードの演算を一度とすることで、演算による通信の処理の増大を抑制し易くなる。

・本実施形態において、測距ＥＣＵ４１は、複数設けられていてもよい。また、測距ＥＣＵ４１が複数設けられる場合、測距ＥＣＵ４１の個数に合わせてレスポンスコードが分割される個数を適宜変更してもよい。複数の測距ＥＣＵ４１ごとにレスポンスコードを分割し、それぞれ個別のレスポンスコードを認証に使用することで、セキュリティの向上に寄与する。

・本実施形態において、測距の方式は、電波の伝播時間に基づくものに限定されず、電波の信号受信強度に基づく方式であってもよい。
・本実施形態において、第３測距信号Ｓｄ３は、照合ＥＣＵ１０へＵＨＦ送信されてもよいし、測距ＥＣＵ４１へＵＷＢ送信されてもよい。

・本実施形態において、第２認証部５０において測距信号を解析して測距値を算出及び判定する機能は、車両１及び携帯端末２の少なくとも一方に設けられればよい。車両１側で判定する場合、第３測距信号Ｓｄ３はなくてもよい。

・本実施形態において、第２制御装置は、測距ＥＣＵ４１に限定されず、検出処理により通信が妥当か否かを判定する他の制御装置であってもよい。すなわち、携帯端末２と第１制御装置の位置関係に準じたパラメータは、車両１と携帯端末２との距離に限定されない。例えば、携帯端末２と第１制御装置の位置関係に準じたパラメータは、車両１及び携帯端末２の間の距離、車両１に対する携帯端末２の位置（座標）及びこれらの組み合わせであってもよい。

・本実施形態において、第２認証部５０は、通信の妥当性の確認を行わなくてもよく、携帯端末２と第２制御装置との間で暗号通信を行えばよい。ただし、通信の妥当性を確認する機能を有することで、セキュリティの向上に寄与する。

・本実施形態において、携帯端末２と測距ＥＣＵ４１との間の暗号通信は、単なるレスポンスコードの一部の照合に限定されず、レスポンスコードの一部を用いて、暗号化及び復号を行う方式でもよい。例えば、携帯端末２及び測距ＥＣＵ４１の一方から他方へ第２レスポンスコードα２を用いて作成した暗号文を送信し、それを他方で復号することにより、認証を行ってもよい。すなわち、暗号通信において双方向の通信を必要としない方式であればよい。

・本実施形態において、照合ＥＣＵ１０は、測距ＥＣＵ４１に演算結果を出力しなくてもよい。例えば、照合ＥＣＵ１０から測距ＥＣＵ４１へチャレンジコードを出力して、測距ＥＣＵ４１でレスポンスコードを演算してもよい。ただし、照合ＥＣＵ１０から測距ＥＣＵ４１へ演算結果を出力することで、測距ＥＣＵ４１で演算を行わなくて済む。

・本実施形態において、照合ＥＣＵ１０は、携帯端末２からレスポンス信号Ｓｒを受信する前に、測距ＥＣＵ４１へレスポンスコードを出力してもよいし、第１認証部３０の双方認証の判定結果に拘わらず出力してもよい。この場合に、照合ＥＣＵ１０は、第１認証部３０ａで演算したレスポンスコードを測距ＥＣＵ４１へ送信すればよい。

・本実施形態において、第１認証部３０及び第２認証部５０によって認証が不成立と判定された場合、車載装置の作動が許可されないように制御すればよい。例えば、第１認証部３０及び第２認証部５０の認証がスマート照合の一条件になっていなくてもよいし、これら認証が不成立になったときにスマート照合を無効化するように作動してもよい。

・本実施形態において、照合ＥＣＵ１０と測距ＥＣＵ４１とは、有線の通信線４３で接続されていなくてもよく、無線通信を行ってもよい。また、両者の間の通信は、暗号化されていてもよい。

・本実施形態において、測距の方式は、例えば電波を複数チャネルで送信してこれらの伝搬特性を測定し、これら測定値に演算を加えることで２者間の距離を求める方式としてもよい。

・本実施形態において、チャレンジコード及びレスポンスコードの全体の長さは９６ｂｉｔに限定されず、適宜変更してもよい。また、チャレンジコードとレスポンスコードとでデータ長が異なっていてもよい。さらに、レスポンスコードを分割した各レスポンスコードのデータ長はいくらでもよいし、均等に分割されなくてもよい。

・本実施形態において、レスポンスコードが分割される個数も適宜変更してもよいし、スマート照合の一連の過程で、レスポンスコードの一部が使用されなくてもよい。
・本実施形態において、車載機器は特に限定されない。例えば、車載装置には、車両１のドアの施解錠を制御するドアロック装置や、車両１のエンジンなどが挙げられる。

・本実施形態において、スマート照合の通信及び検出処理の通信に使用される帯域は、特に限定されない。
・本実施形態において、認証システム３は、携帯端末２側からウェイク信号Ｓｗｋが送信される態様でもよい。

・本実施形態において、認証システム３は、ＩＤ認証の通信において、車両１から定期送信されるＬＦ電波を携帯端末２が受信した場合に電子キーＩＤをＵＨＦ送信して照合させるシステムに限定されない。例えば、往路と復路で同じ周波数の電波を使用してもよく、携帯端末２の正否を無線により確認できるシステムであればよい。

・本実施形態において、車両１において、第１通信部１２及び第２通信部４４の配置は、特に限定されない。例えば、車両１において車外及び車内にＬＦアンテナを設置してもよいし、車内外の区別無く車両１の左右にＬＦアンテナを設置してもよい。また、認証システム３は、ＩＤ照合の通信が車内外のどちらで成立したかを検出し、携帯端末２の車内外の位置を判定する機能を備えていてもよい。

・本実施形態において、携帯端末２は、電子キーに限定されず、高機能携帯電話であってもよい。
・本実施形態において、複数の制御装置は、車両に搭載される制御装置に限定されず、種々の機器や装置に変更可能である。

次に、上述した実施形態やその変形例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
（イ）前記認証システムにおいて、前記演算結果は、前記第２制御装置の個数に合わせて分割され、前記第２制御装置ごとに異なる演算結果の一部を用いて前記携帯端末との認証を行う。この構成によれば、複数の第２制御装置ごとにそれぞれ個別の演算結果の一部を認証に使用することで、セキュリティの向上に寄与する。

１…車両、２…携帯端末、３…認証システム、１０…照合ＥＣＵ、２０…キー制御部、３０…第１認証部、４０…通信不正成立防止システム、４１…測距ＥＣＵ、４２…マスタ制御装置、５０…第２認証部。

Claims (7)

1. 携帯端末と第１制御装置とが無線により通信する際に当該携帯端末を認証する認証システムであって、
   前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方にデータ列を送信し、当該データ列を前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で暗号鍵により演算して演算結果を求め、当該演算結果の一致を確認する認証を行う第１認証部と、
   前記携帯端末が第２制御装置と第２の通信を行う場合に、前記演算結果の一部を用いた通信を行う第２認証部と、を備え、
   前記第２の通信は、前記携帯端末と前記第２制御装置を備える車両との間の距離を算出するための通信である、認証システム。
2. 前記第２認証部は、前記携帯端末及び前記第１制御装置の位置関係に準じたパラメータを、通信を通じて測定し、当該パラメータを基に前記携帯端末及び前記第１制御装置の間の通信が妥当か否かを確認する請求項１に記載の認証システム。
3. 前記第２認証部は、前記携帯端末及び前記第２制御装置の一方から他方へ前記演算結果の一部を用いた前記第２の通信を行う場合に、当該第２の通信の正否を他方側で確認する認証を通じて通信を行う請求項１又は２に記載の認証システム。
4. 前記第１制御装置は、前記第２制御装置の作動を主管理するマスタ制御装置であり、
   前記第２制御装置は、前記演算結果の一部を前記マスタ制御装置から入力することにより、当該演算結果の一部を取得する請求項１から３のいずれか一項に記載の認証システム。
5. 前記携帯端末は、前記第１制御装置から前記データ列を受信してこれを演算することにより前記演算結果を求め、当該演算結果から、前記第２の通信の際に用いる前記演算結果の一部を取得する請求項４に記載の認証システム。
6. 前記認証は、前記データ列としての乱数からなるチャレンジコードを前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方へ送信し、当該チャレンジコードを前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で演算して前記演算結果としてのレスポンスコードを求め、当該レスポンスコードの一致を確認するチャレンジレスポンス認証である請求項１から５のうちいずれか一項に記載の認証システム。
7. 携帯端末と第１制御装置とが無線により通信する際に当該携帯端末を認証する認証方法であって、
   前記携帯端末及び前記第１制御装置の一方から他方にデータ列を送信し、当該データ列を前記携帯端末及び前記第１制御装置の双方で暗号鍵により演算して演算結果を求め、当該演算結果の一致を確認する認証を行うステップと、
   前記携帯端末が第２制御装置と第２の通信を行う場合に、前記演算結果の一部を用いた通信を行うステップとを備え、前記第２の通信は、前記携帯端末と前記第２制御装置を備える車両との間の距離を算出するための通信である、認証方法。

Images