JP7249551B2 - 車両異常検知装置、車両異常検知システム及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明者らは、サイバー攻撃を受けている車両では、その車両が存在している位置に対して妥当性の低い動作又は機能が実行されるという動作の状態が発生し得ることに着目した。
実施の形態1に係る車両異常検知システムは、複数台の車両から各車両の位置及び動作状態に関するデータを収集し、この収集したデータを用いて個別の車両の動作状態の異常の有無を判定する。さらに車両異常検知システムは、この判定の結果に応じて、通知、攻撃の有無の判定、又はデータの蓄積等の処理を実行する。
図1は、本実施の形態に係る車両異常検知システム10の構成例を示す図である。
図3は、車両異常検知システム10による異常検知を含む処理のための動作手順の例を示すフロー図である。
以上述べたように、本実施の形態に係る車両異常検知システム10は、動作状態の異常の検知の対象である判定対象車両と無線通信を行い、判定対象車両における異常の検知を行うコンピュータを含む。
次に、実施の形態1で示した車両異常検知システム10とは、車両動作検証部の処理が一部異なる実施の形態2について説明する。なお、本実施の形態に係る車両異常検知システムの構成及び用いられる車両動作ログのデータ構成は実施の形態1と共通でよい。したがって、以下の説明では、本実施の形態に係る車両異常検知システム及びその構成要素、データ構成並びに処理のステップを実施の形態1と共通の参照符号を用いて示す。また、これらの詳細な説明は省略し、実施の形態1との差異である車両動作検証部による処理を中心に説明する。
図5は、本実施の形態に係る車両異常検知システム10による異常検知を含む処理のための構成要素間の連携の一例を示すシーケンス図である。なお、本実施の形態においても車両異常検知システム10の動作手順の概要は図3に示されるとおりであるため、詳細な説明は省略する。また、図5においても、図4のシーケンス図と同様に図3のフロー図にあるステップに対応する要素は共通の符号を用いて示している。また、図5においてもログ保持部190の図示は省略している。図5の車両20も判定対象車両である。
以上述べたように、本実施の形態に係る車両異常検知システム10が備える車両動作検証部120は、車両データに示される判定対象車両の位置に関連する関連動作の実績が、車両動作ログ200に所定量以上含まれているか否かについての第三判定を実行する。判定対象車両の位置に関連する関連動作の実績が所定量以上含まれていると判定した場合、車両動作検証部120は第一判定を実行する。判定対象車両の位置に関連する関連動作の実績が所定量以上含まれていないと車両動作検証部120が判定した場合、通知部140は、判定対象車両に関する追加情報の要求を含む情報を出力する。
次に、車両の動作状態の異常検知に車速の情報をさらに用いる点で実施の形態1又は2に係る車両異常検知システム10と異なる実施の形態3について説明する。なお、本実施の形態に係る車両異常検知システムの構成は実施の形態1及び2と共通でよい。したがって以下の説明では、本実施の形態に係る車両異常検知システム及びその構成要素、並びに処理のステップを、実施の形態1及び2と共通の参照符号を用いて示す。また、これらの詳細な説明は省略し、実施の形態1及び2との差異である情報及びその情報を用いる車両異常検知システムの動作を中心に説明する。
図6Aは、本実施の形態に係る車両異常検知システム10で用いられる車両動作ログ200Aのデータ構成例を示す図である。車両動作ログ200Aは、図2に示される車両動作ログ200が含む位置、動作状態及び動作回数に加えて、車速の情報を含む。つまり、車両動作ログ200Aが含む動作レコードは、車両20の過去の位置と、この過去の位置における車両20の動作状態と、この過去の位置における車両20の車速との対応付けをさらに含む。なお、図6Aのように一つの動作レコードが動作回数の(図6Aの例では987回)集計を実績として示す場合、この車速は各回の車速に基づく値であり、例えば、算術平均、刈込平均、中央値、最頻値、又は所定のパーセンタイル値等の統計量である。つまり、車速のフィールドには、集計期間において、ある特定の位置をある特定の動作状態で走行した車両20の速度、又は複数の車両20のこの速度に基づく統計量が入る。車速の情報の取得については次の動作の説明で述べる。車両動作検証部120は、このような関連動作の実績に基づいて、判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての判定(第一判定)を実行する。
図6Bは、本実施の形態に係る車両異常検知システム10による異常検知を含む処理のための構成要素間の連携の例を示すシーケンス図である。なお、本実施の形態においても車両異常検知システム10の動作手順の概要は図3に示されるとおりであるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態で示す車速の使い方は、実施の形態1にも適用可能であるが、以下では実施の形態2への適用を例に用いて説明する。図6Bでは、実施の形態2の説明に用いた図5のシーケンス図にあるステップに対応するステップは共通の符号を用いて示し、詳細な説明は省略する。また、図6Bにおいてもログ保持部190の図示は省略している。図6Bの車両20も判定対象車両である。
以上述べたように、本実施の形態に係る車両異常検知システム10が備える車両データ取得部110は、判定対象車両の車両データ、及びこの車両データが示す対応付けよりも古い、判定対象車両の位置及び動作状態との対応付けを示す過去車両データをさらに取得する。そして、車両データ及び過去車両データを用いて判定対象車両の車速(判定対象車両車速)を算出する。
なお、本実施の形態の変形例として、判定対象車両の位置、この位置における動作状態、及び車速の3つの要素の対応付けに関して関連性がある実績の量を用いて判定対象車両の動作状態の異常の有無が判定されてもよい。
次に、車両の動作状態の異常検知に時間帯の情報をさらに用いる点で実施の形態1から3に係る車両異常検知システム10と異なる実施の形態4について説明する。なお、本実施の形態に係る車両異常検知システムの構成は実施の形態1から3と共通でよい。したがって以下の説明では、本実施の形態に係る車両異常検知システム及びその構成要素、並びに処理のステップを、実施の形態1から3と共通の参照符号を用いて示す。また、これらの詳細な説明は省略し、実施の形態1から3との差異である情報及びその情報を用いる車両異常検知システムの動作を中心に説明する。
図7Aは、本実施の形態に係る車両異常検知システム10で用いられる車両動作ログ200Bのデータ構成例を示す図である。車両動作ログ200Bは、図6Aに示される車両動作ログ200Aが含む位置、動作状態、動作回数及び車速に加えて、時間帯の情報を含む。つまり、車両動作ログ200Bが含む動作レコードは、車両20の過去の位置と、車両20がこの過去の位置に存在した時間帯との対応付けをさらに示す。車両動作ログ200Bも、車両データを用いて更新される点は実施の形態1から3と共通である。ただし、車両動作ログ200Bでは、位置、動作状態に加えて、時間帯も車両データと共通である動作レコードの動作回数及び車速の集計の結果に反映される。つまり、動作回数のフィールドには、集計期間において、ある特定の位置をある特定の動作状態にある車両20がある特定の時間帯に走行した頻度(度数)が入る。また、車速のフィールドには、集計期間において、ある特定の位置をある特定の動作状態である特定の時間帯に走行した車両20の車速が入る。車両動作検証部120は、このような関連動作の実績に基づいて、判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての判定(第一判定)を実行する。
図7Bは、本実施の形態に係る車両異常検知システム10による異常検知を含む処理のための構成要素間の連携の例を示すシーケンス図である。なお、本実施の形態においても車両異常検知システム10の動作手順の概要は図3に示されるとおりであるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態で示す時間帯の情報の使い方は、実施の形態1又は2にも適用可能であるが、以下では実施の形態3への適用を例に用いて説明する。図7Bでは、実施の形態3の説明に用いた図6Bのシーケンス図にあるステップに対応するステップは共通の符号を用いて示し、詳細な説明は省略する。また、図7Bにおいてもログ保持部190の図示は省略している。図7Bの車両20も判定対象車両である。
以上述べたように、本実施の形態に係る車両異常検知システム10が備える車両データ取得部110は、判定対象車両の位置及びこの位置での動作状態との対応付けに加えて、判定対象車両がこの位置に存在した時刻tをさらに取得する。また、車両動作ログ200Bは、車両20の過去の位置と、この過去の位置に車両20が存在していた時間帯との対応付けをさらに含む。そして車両動作検証部120は、車両動作ログ200Bにおいて、さらにこの時間帯が時刻tに関連する実績を関連動作の実績とし、この関連動作の実績の量が所定量以上含まれていないと車両動作検証部が判定した場合、通知部に実績不足又は異常ありの旨を通知する。この通知を受けた通知部は、判定対象車両に関する追加情報の要求を含む情報を出力する。
以上のように、本発明に係る技術の例示として各実施の形態及びその変形を説明した。しかしながら、本発明に係る技術はこの説明の内容に限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等による変形を加えた実施の形態にも適用可能である。例えば、以下のような変形例も本発明の実施態様に含まれる。
11A、11B、12A 情報処理システム
20、20A、20B 車両
80 通信ネットワーク
110 車両データ取得部
120 車両動作検証部
130、130A、130B 攻撃判定部
140 通知部
190 ログ保持部
190A ローカルログ保持部
190B グローバルログ保持部
200、200A、200B 車両動作ログ
Claims (9)
- 判定対象車両の位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けを示す車両データを取得する取得部と、
複数の車両それぞれについての、車両の過去の位置と前記過去の位置における前記車両の動作状態との対応付けを示す車両動作ログを用いて、前記車両データが示す前記判定対象車両の位置と前記判定対象車両の動作状態との対応付けに関連する関連動作の実績の検索を実行し、前記検索によって見つかった関連動作の実績の量に基づいて、前記判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての第一判定を実行する検証部と、
前記判定対象車両に攻撃が発生しているか否かについての第二判定を実行する攻撃判定部と、
前記検証部が前記第一判定において前記判定対象車両の動作状態に異常があると判定した場合、前記第一判定の結果に関する情報を出力し、前記攻撃判定部が前記第二判定において前記判定対象車両に攻撃が発生していると判定した場合、前記第二判定の結果に関する情報を出力する通知部と、を備え、
前記通知部が出力する情報は、前記判定対象車両に関する追加情報の要求を含み、
前記攻撃判定部は、前記要求に応じて取得された前記追加情報を用いて、前記第二判定を実行し、
前記追加情報は、前記判定対象車両における通信のログ、または、前記判定対象車両における通信機器もしくはファームウェアの更新のログに含まれる情報である、
車両異常検知装置。 - 前記取得部は、前記車両データが示す位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けよりも古い、前記判定対象車両の位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けを示す過去車両データをさらに取得し、前記車両データ及び前記過去車両データを用いて前記判定対象車両の車速を算出し、
前記車両動作ログは、前記過去の位置及び前記過去の位置における前記車両の動作状態と、前記過去の位置における前記車両の実績の車速との対応付けをさらに含み、
前記検証部は前記第一判定において、前記検索によって見つかった関連動作の実績の量に基づいて判定対象車両の動作状態に異常がないと判定した場合、前記算出された判定対象車両の車速が、前記検索によって見つかった関連動作の実績の車速に基づく所定の範囲内にあるか否かについての判定をさらに実行し、前記判定対象車両の車速が前記所定の範囲内にない場合、前記判定対象車両の動作状態に異常があると判定する、
請求項1に記載の車両異常検知装置。 - 前記検証部は、前記車両データに示される前記位置に関連する関連動作の実績が、前記車両動作ログに所定量以上含まれているか否かについての第三判定を実行し、
前記位置に関連する関連動作の実績が所定量以上含まれていると前記検証部が判定した場合、前記検証部は前記第一判定を実行し、
前記位置に関連する関連動作の実績が所定量以上含まれていないと前記検証部が判定した場合、前記通知部は、前記判定対象車両に関する追加情報の要求を含む前記情報を出力する、
請求項1または2に記載の車両異常検知装置。 - 前記取得部は、前記判定対象車両が前記位置に存在した時刻をさらに取得し、
前記車両動作ログは、前記過去の位置と前記過去の位置に前記車両が存在していた時間帯との対応付けをさらに含み、
前記検証部は、前記車両動作ログにおいて、さらに前記時間帯が前記時刻に関連する実績を前記関連動作の実績とし、前記関連動作の実績の量が所定量以上含まれていないと前記検証部が判定した場合、前記通知部は、前記判定対象車両に関する追加情報の要求を含む前記情報を出力する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両異常検知装置。 - 前記動作状態は、運転支援機能の実行状態、加速制御、減速制御及び操舵制御の少なくともひとつに関する状態である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両異常検知装置。 - 前記検証部は、前記第一判定において前記判定対象車両の動作状態に異常がないと判定した場合、前記車両データで前記車両動作ログを更新する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の車両異常検知装置。 - 異常検知の対象である判定対象車両と無線通信を行い、前記判定対象車両における異常の検知を行うコンピュータを含む車両異常検知システムであって、
前記コンピュータは、
複数の車両それぞれについての、車両の過去の位置と前記過去の位置における前記車両の動作状態との対応付けを示す動作レコードを含む車両動作ログを保持するログ保持部と、
判定対象車両から、無線通信を介して前記判定対象車両の位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けを示す車両データを取得する取得部と、
前記車両動作ログを用いて、前記車両データが示す前記判定対象車両の位置と前記判定対象車両の動作状態との対応付けに関連する関連動作の実績の検索を実行し、前記検索によって見つかった関連動作の実績に基づいて、前記判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての第一判定を実行する検証部と、
前記判定対象車両に攻撃が発生しているか否かについての第二判定を実行する攻撃判定部と、
前記検証部が前記第一判定において前記判定対象車両の動作状態に異常があると判定した場合、無線通信を介して前記第一判定の結果に関する情報を前記判定対象車両に送信し、前記攻撃判定部が前記第二判定において前記判定対象車両に攻撃が発生していると前記攻撃判定部が判定した場合、無線通信を介して前記第二判定の結果に関する情報を前記判定対象車両に送信する通知部と、を備え、
前記通知部が送信する情報は、前記判定対象車両に関する追加情報の要求を含み、
前記攻撃判定部は、前記判定対象車両から前記要求に応じて送信され前記無線通信を介して取得された前記追加情報を用いて、前記第二判定を実行し、
前記追加情報は、前記判定対象車両における通信のログ、または、前記判定対象車両における通信機器もしくはファームウェアの更新のログに含まれる情報である、
車両異常検知システム。 - 異常検知の対象である判定対象車両と無線通信を行い、前記判定対象車両における異常の検知を行うコンピュータを含む車両異常検知システムであって、
前記コンピュータは、
複数の車両それぞれについての、車両の過去の位置と前記過去の位置における前記車両の動作状態との対応付けを示す動作レコードを含む車両動作ログを保持するログ保持部と、
判定対象車両から、無線通信を介して前記判定対象車両の位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けを示す車両データを取得する取得部と、
前記車両動作ログを用いて、前記車両データが示す前記判定対象車両の位置と前記判定対象車両の動作状態との対応付けに関連する関連動作の実績の検索を実行し、前記検索によって見つかった関連動作の実績に基づいて、前記判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての第一判定を実行する検証部と、
前記検証部が前記第一判定において前記判定対象車両の動作状態に異常があると判定した場合、無線通信を介して前記第一判定の結果に関する情報を前記判定対象車両に送信する通知部と、を備え、
前記判定対象車両は、前記無線通信を介して提供された前記第一判定の結果に応じて、前記判定対象車両に攻撃が発生しているか否かについての第二判定を実行する攻撃判定部を備える、
車両異常検知システム。 - プロセッサ及びメモリを含むコンピュータに判定対象車両における異常の検知のための情報処理を実行させるプログラムであって、
前記情報処理は、
判定対象車両から、前記判定対象車両の位置と前記位置における前記判定対象車両の動作状態との対応付けを示す車両データを取得する処理と、
複数の車両それぞれについての、車両の過去の位置と前記過去の位置における前記車両の動作状態との対応付けを示す動作レコードを含む車両動作ログを用いて、前記判定対象車両の位置と前記判定対象車両の動作状態との対応付けに関連する関連動作レコードを検索し、前記検索によって見つかった関連動作レコードの件数に基づいて、前記判定対象車両の動作状態に異常があるか否かについての第一判定を実行する処理と、 前記判定対象車両に攻撃が発生しているか否かについての第二判定を実行する処理と、
前記第一判定において前記判定対象車両の動作状態に異常があると判定した場合、前記第一判定の結果に関する情報を出力し、前記第二判定において前記判定対象車両に攻撃が発生していると判定した場合、前記第二判定の結果に関する情報を出力する処理と、を含み、
出力される前記第一判定の結果に関する情報は、前記判定対象車両に関する追加情報の要求を含み、
前記第二判定を実行する処理では、前記要求に応じて取得された前記追加情報を用いて、前記第二判定を実行し、
前記追加情報は、前記判定対象車両における通信のログ、または、前記判定対象車両における通信機器もしくはファームウェアの更新のログに含まれる情報である、
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