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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-02
(45)【発行日】2022-12-12
(54)【発明の名称】ＩＢＣを使用した車外通信の保護
(51)【国際特許分類】
H04L 9/32 20060101AFI20221205BHJP
G09C 1/00 20060101ALI20221205BHJP
【ＦＩ】
H04L9/32 200B
G09C1/00 640D
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020518411
(86)(22)【出願日】2017-09-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-12-03
(86)【国際出願番号】 SG2017050488
(87)【国際公開番号】W WO2019066719
(87)【国際公開日】2019-04-04
【審査請求日】2020-04-27
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】517116441
【氏名又は名称】ファーウェイ インターナショナル プライベート リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＰＴＥ． ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ヤスミン，リアーナ
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ，ジュオ
(72)【発明者】
【氏名】ホア，フェイ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，ヤンジァン
【審査官】青木 重徳
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１０／００３１０４２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２１２３７７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２２５９８６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】レ・スアン・ヒウ ほか，ＩＤベース暗号を用いた車々間認証方式の提案，電子情報通信学会２０１４年基礎・境界ソサイエティ大会講演論文集，日本，一般社団法人 電子情報通信学会，2014年09月09日，Ａ－１７－２，ｐ．１１１
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ９／３２
Ｇ０９Ｃ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両通信アクセスフレームワークであって、当該車両通信アクセスフレームワークは、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、前記車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含み、
前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムの間の通信アクセスは、前記第１の処理システムによって前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいており、前記第１の処理システムは政府機関による開放環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記第２の処理システムはＯＥＭによる閉鎖環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記閉鎖環境は自動車の動作に関する通信に関連し、前記開放環境は前記自動車の動作以外のサービスに関連する通信に関連しており、
前記政府機関による秘密鍵生成器は、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成すること、
前記第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること、
前記マスターシークレット鍵（ＭＳＫ）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記第１の装置から受信した前記ＩＤ（ＩＤＶ）を入力として用いて第１の前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成すること、及び
前記安全な通信チャネルを介して、前記第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を前記第１の装置に送信すること、を行うように構成され、
前記ＯＥＭによる秘密鍵生成器は、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレットキー（ＭＳＫ）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）を生成すること、
前記第１の装置から秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を含む、受信すること、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること、
前記マスターシークレット鍵（ＭＳＫ）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記第１の装置の前記ＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を入力として用いて第２の前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成すること、及び
前記安全な通信チャネルを介して、前記第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を前記第１の装置に送信すること、を行うように構成される、
車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項2】
前記第１の装置との前記安全な通信チャネルを確立することには、前記第１の処理システム及び前記第２の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること、
前記第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、該安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、前記第１の処理システムが前記第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること、
前記ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること、
前記入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること、及び
ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって前記安全な通信チャネルを確立すること、を行うことが含まれる、請求項１に記載の車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項3】
前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成することには、前記第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算することを行うことが含まれ、前記ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、前記ＩＢＣ秘密鍵は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる、請求項１又は２に記載の車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項4】
前記第１の処理システムが、前記第２及び第３の処理システムの１つからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１又は第２の処理システムのＩＤを含む、受信すること、
前記第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立すること、
前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成すること、
前記安全な通信チャネルを介して、前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を前記第２又は第３の処理システムそれぞれに送信することを行うことをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項5】
前記信頼できる第三者は、政府機関又は前記ＯＥＭの１つである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項6】
別の信頼できる第三者が運用する第４の処理システムをさらに含み、前記第１の装置と前記第３の処理システムとの間の通信アクセスは、前記第４の処理システムによって生成されるＩＢＣ秘密鍵に基づいている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両通信アクセスフレームワーク。
【請求項7】
特に、車両通信アクセスフレームワークのための方法であって、前記車両通信アクセスフレームワークには、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、前記車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムが含まれ、
前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムの間の通信アクセスは、前記第１の処理システムによって前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいており、前記第１の処理システムは政府機関による開放環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記第２の処理システムはＯＥＭによる閉鎖環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記閉鎖環境は自動車の動作に関する通信に関連し、前記開放環境は前記自動車の動作以外のサービスに関連する通信に関連しており、当該方法は、前記政府機関による秘密鍵生成器が、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するステップと、
前記第１の装置から秘密鍵の要求を受信するステップであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信するステップと、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップと、
前記マスターシークレット鍵（ＭＳＫ）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記第１の装置から受信した前記ＩＤ（ＩＤＶ）を入力として用いて第１の前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成するステップと、
前記安全な通信チャネルを介して、前記第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を前記第１の装置に送信するステップと、を行うことを含み、
前記ＯＥＭによる秘密鍵生成器が、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレットキー（ＭＳＫ）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）を生成するステップと、
前記第１の装置から秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を含む、受信するステップと、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップと、
前記マスターシークレット鍵（ＭＳＫ）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記第１の装置の前記ＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を入力として用いて第２の前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成するステップと、
前記安全な通信チャネルを介して、前記第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を前記第１の装置に送信するステップと、を行うことを含む、
方法。
【請求項8】
前記第１の装置との前記安全な通信チャネルを確立するステップは、前記第１の処理システム及び前記第２の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信するステップと、
前記第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信するステップであって、該安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、前記第１の処理システムが前記第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信するステップと、
前記ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得するステップと、
前記入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算するステップと、
ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって前記安全な通信チャネルを確立するステップと、を行うことを含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記信用証明書は、前記自動車の所有者及び前記信頼できる第三者にのみ知られている情報又は詳細を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記信用証明書は、前記自動車の所有者が前記信頼できる第三者のオフィスで前記自動車を登録するときに、前記第１の処理システムによって前記第１の装置に提供される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤＶ）を生成するステップは、前記第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算するステップを行うことを含み、前記ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、前記秘密鍵は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の処理システムが、前記第２及び第３の処理システムの１つから秘密鍵の要求を受信するステップであって、該要求は、前記第１又は第２の処理システムのＩＤを含む、受信するステップと、
前記第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立するステップと、
前記秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成するステップと、
前記安全な通信チャネルを介して、前記秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を前記第２又は第３の処理システムそれぞれに送信するステップと、を行うことをさらに含む、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記信頼できる第三者は、政府機関又は前記ＯＥＭの１つである、請求項７乃至１２のいずれか一項記載の方法。
【請求項14】
前記車両内に存在する前記第１の装置のための別のＩＢＣ秘密鍵を生成するように構成された別の信頼できる第三者が運用する第４の処理システムをさらに含み、前記第１の装置と前記第３の処理システムとの間の通信アクセスは、前記第４の処理システムによって生成される前記別のＩＢＣ秘密鍵に基づいている、請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークであって、当該車両通信アクセスフレームワークは、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する複数の第１の処理システム、前記車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含み、
前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムの間の通信アクセスは、前記複数の第１の処理システムの１つによって前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいており、前記第１の処理システムは政府機関による開放環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記第２の処理システムはＯＥＭによる閉鎖環境の通信のための秘密鍵生成器を含み、前記閉鎖環境は自動車の動作に関する通信に関連し、前記開放環境は前記自動車の動作以外のサービスに関連する通信に関連しており、
前記複数の第１の処理システムは、当該ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル０からレベル（ｎ－２）の間に配置され、前記第１の装置、前記第２の処理システム、及び前記第３の処理システムは、当該ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル（ｎ－１）に配置され、レベル０の前記政府機関による秘密鍵生成器は、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するように構成され、
レベル０からレベル（ｎ－３）の前記政府機関による秘密鍵生成器のそれぞれが、
下位の中間レベル（Ｌ＋１）の前記第１の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、下位の中間レベルの前記第１の処理システムのＩＤ（ＩＤｊ，Ｌ＋１）を含み、Ｌは現在のレベル番号を示す、前記受信すること、
前記要求の受信に応答して、前記下位のレベルの受信した前記ＩＤ（ＩＤｊ，Ｌ＋１）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記現在のレベルのＩＤに対応する鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ）に従って次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を生成することであって、前記ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌは前記現在のレベルが０であるときに前記ＭＳＫである、前記生成すること、及び
前記次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を下位の中間レベルの前記第１の処理システムに送信すること、を行うように構成され、
レベル（ｎ－２）の前記政府機関による秘密鍵生成器のそれぞれが、
前記第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること、
レベル（ｎ－１）の第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を生成すること、及び
前記安全な通信チャネルを介して、前記レベル（ｎ－１）の第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を前記第１の装置に送信すること、を行うように構成され、
レベル（ｎ－１）の前記ＯＥＭによる秘密鍵生成器が、
セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレットキー（ＭＳＫ）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）を生成すること、
前記第１の装置から秘密鍵の要求を受信することであって、該要求は、前記第１の装置のＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を含む、受信すること、
前記第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること、
前記マスターシークレット鍵（ＭＳＫ）、前記グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ）、及び前記第１の装置の前記ＩＤ（ＩＤ Ｖ ）を入力として用いてレベル（ｎ－１）の第２の前記ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ ｖ，ｎ－１ ）を生成すること、及び
前記安全な通信チャネルを介して、前記レベル（ｎ－１）の第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ ｖ，ｎ－１ ）を前記第１の装置に送信すること、を行うように構成される、
ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両通信アクセスフレームワークに関する。特に、本開示は、車両が他のエンティティと通信できるように、アイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）鍵を生成して車両及び他のエンティティに配布する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
図１に示されるように、将来の車両１１０は、他の車両１１１、自動車メーカーのクラウド１２０、車両の所有者に属するモバイル装置１３０（例えば、スマートフォン、ラップトップ、ＰＤＡ等）、インフラ施設１４０、歩行者１５０、及び第三者のクラウド１６０等のいくつかの外部エンティティとの通信を満たし、車両と全て（Ｖ２Ｘ：vehicle-to-everything）の通信１００を形成するコネクテッドカーである。コネクテッドカーには、運転補助、遠隔自動車制御、インターネット接続、外部装置接続、インフォテインメント等のいくつかの機能が、上記のエンティティの関与を得てパッケージ化される。殆どの自動車の通信は、短距離通信媒体又は長距離通信媒体のいずれかを使用した双方向無線通信である。現在、いくつかの通信技術は、長距離ＧＰＳ、ＧＳＭ、３Ｇ、４Ｇ等、及び短距離Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦＩＤ、ＮＦＣ、ＤＳＲＣ等、現代の自動車に不可欠な部分となっている。
【0003】
車両と、自動車メーカーのクラウドと、モバイル装置との間の通信は、通常、自動車の制御を行い、又は自動車から情報を取得する等の動作を実行するように行われる動作関連の通信である。モバイル装置は、任意の短距離通信媒体を使用して車両の直接的な通信範囲内にあるか、長距離通信媒体を使用して自動車メーカーのクラウドが提供するサービスを介して車両に遠隔接続できる。車両と他の全てのエンティティとの間の通信は、交通安全、路上情報、付加価値サービス、インフォテインメント等のサービスを実施するためのサービス関連の通信を構成する。
【0004】
コネクテッドカーのデータは、個人情報及び機密情報であり、外部からアクセスできないようにする必要がある。ワイヤレス通信はいくつかのリモート攻撃に対して扉を開ける状態にするため、セキュリティは自動車の通信における主要な懸念事項である。ブロードキャストワイヤレス通信を盗聴し、正当なエンティティのふりをするワイヤレス対応装置は、偽の通信を追加する可能性がある。アイデンティティのなりすまし攻撃及び盗聴攻撃をそれぞれ阻止するには、強力な認証メカニズム及び機密保持メカニズムが必要である。認証は、対称鍵ベースの暗号化を使用するメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）、又は公開鍵暗号化（ＰＫＣ：Public
Key Cryptography）を使用する安全な署名方式によって実施できる。一方、盗聴は、暗号化方式を実装することで、回避できる。
Key Cryptography）を使用する安全な署名方式によって実施できる。一方、盗聴は、暗号化方式を実装することで、回避できる。
【0005】
既存のアプローチでは、対称鍵ベースのソリューション又は従来の証明書ベースのＰＫＣベースのソリューションのいずれかを使用している。Ｖ２Ｘ通信で使用する場合に、どちらにもそれ自体の問題がある。
【0006】
対称鍵暗号では、通信する両方の当事者が同じ秘密鍵のコピーを共有する。単一の秘密鍵を両者で使用して、認証のためにＭＡＣを計算及び検証したり、又は機密保持のためにデータを暗号化／復号化したりする。対称鍵システムには、１）通信に関与する各エンティティに共有秘密鍵をどの様に安全に配布するかの問題、及び２）いくつかのエンティティが同じ鍵のコピーを有している場合に侵入者による秘密鍵の侵害（compromise）／誤用のための問題がある。対称鍵ベースのソリューションは、多数のランダムエンティティが同じ秘密鍵を必要とする通信に関与するＶ２Ｘ環境には適していない。さらに、このような異機種環境で各エンティティを信頼することは現実的ではない。そのため、対称鍵は、Ｖ２Ｘ通信に適したソリューションではない。
【0007】
従来の証明書ベースのＰＫＣシステムでは、関連する鍵のペアがユーザのために生成される。ユーザは、１つの鍵を私的な使のためのために保持し、他の鍵を公開する。次に、秘密鍵は、対応する公開鍵を使用して暗号化された文書を復号化したり、又は対応する公開鍵を用いて検証できるメッセージに署名したりするために使用できる。公開鍵は、認証局（ＣＡ：certification authority）、信頼できる第三者（ＴＴＰ：trusted
third party）から取得した証明書によってユーザに結び付けられ、ＣＡやＴＴＰは、正しい鍵が証明書に結び付けられていることを確認し、自身の秘密鍵を使用して証明書に署名して、証明書の内容の真正性を保証する。公開鍵インフラ施設（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）は、鍵と証明書との管理（公開鍵及び証明書の配布及び識別）を処理するインフラ施設である。
third party）から取得した証明書によってユーザに結び付けられ、ＣＡやＴＴＰは、正しい鍵が証明書に結び付けられていることを確認し、自身の秘密鍵を使用して証明書に署名して、証明書の内容の真正性を保証する。公開鍵インフラ施設（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）は、鍵と証明書との管理（公開鍵及び証明書の配布及び識別）を処理するインフラ施設である。
【0008】
従来の証明書ベースのＰＫＣベースのソリューションには、複雑なＰＫＩシステムの問題がある。安全なチャネルを確立するには、他のエンティティの証明書が必要である。さらに、それら従来のソリューションでは、公開鍵を認証又は復号化に使用する前に、署名された証明書を検証するために少なくとも１つの署名検証を必要とするため、時間及びリソースが消費される。そのため、ＰＫＩは可能な限り回避する必要がある。
【0009】
衝突回避システム、交通管理システム等の車両のリアルタイムサービスには、迅速なセキュリティが必要である。証明書の検証時間は、タイムクリティカル（time critical）な衝突回避システムにとって非常に重要であり得る。命に関わる事故を回避するために、署名の生成及び検証は、時間の消費の点でも効率的でなければならない。さらに、デジタル証明書及びそれに関連する鍵の管理は、コネクテッドカーの動的な通信ネットワークでは複雑である。
【0010】
そのため、当業者は、車両と他のシステムとの間の通信を迅速且つ効率的な方法で確立する方法を提供するよう努めている。
【発明の概要】
【0011】
上記及び他の問題は解決され、最先端の進歩が、本開示による実施形態によって提供されるシステム及び方法によってなされる。本開示によるシステム及び方法の実施形態の第１の利点は、秘密鍵がＴＴＰである秘密鍵生成器（ＰＫＧ：Private Key Generator）によって生成され、公開鍵（すなわち、ＩＤ）の真正性を検証するために必要な証明書がないことである。本開示によるシステム及び方法の実施形態の第２の利点は、システム及び方法を、追加のハードウェアなしに既存のフレームワークに実装できることである。開放環境内の一部の公共サービスはＩＢＣ方式とＰＫＩ方式との両方を使用し、第三者のサービスは独自のソリューションを使用する場合があることに留意されたい。そのため、これにより、現在のＰＫＩシステムの使用を要求する第三者のサービスにある程度の柔軟性が与えられる。
【0012】
本開示の第１の態様は、車両通信アクセスフレームワークに関する。フレームワークは、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含む。第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムの間の通信アクセスは、第１の処理システムによって第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。第１の処理システムは、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成すること；第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること；第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を第１の装置に送信すること；を行うように構成される。
【0013】
本開示の第１の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することは、第１の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書（credential）である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立すること；を行うことを含む。
【0014】
本開示の第１の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成することは、第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎ（鍵生成）アルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算することを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0015】
本開示の第１の態様の実施形態では、フレームワークは、第１の処理システムが、第２及び第３の処理システムの１つからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１及び第３の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信すること；を行うことをさらに含む。
【0016】
本開示の第１の態様の実施形態では、信頼できる第三者は、政府機関又はＯＥＭの１つである。
【0017】
本開示の第１の態様の実施形態では、フレームワークは、車両内に存在する第１の装置に別のＩＢＣ秘密鍵を生成するように構成された、別の信頼できる第三者が運用する第４の処理システムをさらに含み、第１の装置と第３の処理システムとの間の通信アクセスは、第４の処理システムによって生成された別のＩＢＣ秘密鍵に基づいている。
【0018】
本開示の第２の態様は、特に、車両通信アクセスフレームワークのための方法に関し、この方法には、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムが含まれる。第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムの間の通信アクセスは、第１の処理システムによって第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。この方法は、第１の処理システムが、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するステップと；第１の装置から秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信するステップと；第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップと；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成するステップと；安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を第１の装置に送信するステップと；を行うことを含む。
【0019】
本開示の第２の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップは、第１の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信するステップと；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信するステップであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信するステップと；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得するステップと；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶをメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算するステップと；ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立するステップと；を行うことを含む。
【0020】
本開示の第２の態様の実施形態では、信用証明書は、自動車の所有者及び信頼できる第三者にのみ知られている情報又は詳細を含む。さらに、信用証明書は、自動車の所有者が信頼できる第三者のオフィスで自動車を登録するときに、第１の処理システムによって第１の装置に提供される。
【0021】
本開示の第２の態様の実施形態では、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成するステップは、第１の処理システムが、：ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算するステップを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0022】
本開示の第２の態様の実施形態では、この方法は、第１の処理システムが、第２及び第３の処理システムの１つから秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第２又は第３の処理システムのＩＤを含む、受信するステップと；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立するステップと；秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成するステップと；安全な通信チャネルを介して、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信するステップと、を行うことを含む。
【0023】
本開示の第２の態様の実施形態では、信頼できる第三者は、政府機関又はＯＥＭの１つである。
【0024】
本開示の第２の態様の実施形態では、この方法には、車両内に存在する第１の装置に別のＩＢＣ秘密鍵を生成するように構成された別の信頼できる第三者が運用する第４の処理システムがさらに含まれ、第１の装置と第３の処理システムとの間の通信アクセスは、第４の処理システムによって生成された別のＩＢＣ秘密鍵に基づいている。
【0025】
本開示の第３の態様は、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークに関し、このフレームワークは、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する複数の第１の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含む。第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムの間の通信アクセスは、複数の第１の処理システムの１つによって第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。複数の第１の処理システムは、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル０からレベル（ｎ－２）の間に配置され、第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムは、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル（ｎ－１）に配置される。レベル０の第１の処理システムは、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するように構成され、レベル０からレベル（ｎ－３）の第１の処理システムのそれぞれは、下位の中間レベル（Ｌ＋１）の第１の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、下位の中間レベルの第１の処理システムのＩＤ（ＩＤｊ，Ｌ＋１）を含み、Ｌは現在のレベル番号を示す、受信すること；要求を受信すること応答して、次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を生成すること；及び次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を下位の中間レベルの第１の処理システムに送信すること；を行うように構成され、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれは、第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること；第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること；レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を生成すること；安全な通信チャネルを介して、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を第１の装置に送信すること；を行うように構成される。
【0026】
本開示の第３の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することは、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立すること；を行うことを含む。
【0027】
本開示の第３の態様の実施形態では、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を生成することは、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算することを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0028】
本開示の第３の態様の実施形態では、フレームワークは、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、第２及び第３の処理システムの１つからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第２又は第３の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立すること；レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ，ｎ－１）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ，ｎ－１）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信すること；を行うことをさらに含む。
【0029】
本開示の第４の態様は、特に、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのための方法に関し、このフレームワークは、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する複数の第１の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含む。第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムの間の通信アクセスは、複数の第１の処理システムの１つによって第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。複数の第１の処理システムは、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル０からレベル（ｎ－２）の間に配置され、第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムは、ｎレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークのレベル（ｎ－１）に配置される。この方法は、レベル０の第１の処理システムが、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するステップを行うことを含み、レベル０からレベル（ｎ－３）の第１の処理システムのそれぞれが、下位の中間レベル（Ｌ＋１）の第１の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、下位の中間レベルの第１の処理システムのＩＤ（ＩＤｊ，Ｌ＋１）を含み、Ｌは現在のレベル番号を示す、受信するステップ；要求を受信することに応答して、次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を生成するステップ；及び次のレベルのＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１）を下位の中間レベルの第１の処理システムに送信するステップ；を行うことを含み、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信するステップ；第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップ；レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を生成するステップ；安全な通信チャネルを介して、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を第１の装置に送信するステップ；を行うことを含む。
【0030】
本開示の第４の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップは、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、安全な通信チャネル要求を生成して送信するステップ；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信するステップであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信するステップ；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得するステップ；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶをメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算するステップ；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立するステップ；を行うことを含む。
【0031】
本開示の第４の態様の実施形態では、信用証明書は、自動車の所有者及び信頼できる第三者にのみ知られている情報又は詳細を含む。さらに、信用証明書は、自動車の所有者が信頼できる第三者のオフィスで自動車を登録するときに、第１の処理システムによって第１の装置に提供される。
【0032】
本開示の第４の態様の実施形態では、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ，ｎ－１）を生成するステップは、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算するステップを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0033】
本開示の第４の態様の実施形態では、方法は、レベル（ｎ－２）の第１の処理システムのそれぞれが、第２及び第３の処理システムの１つからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第２又は第３の処理システムのＩＤを含む、受信するステップ；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立するステップ；レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ，ｎ－１）を生成するステップ；及び安全な通信チャネルを介して、レベル（ｎ－１）のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ，ｎ－１）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信するステップ；を行うことをさらに含む。
【0034】
本開示の第５の態様は、車両通信アクセスフレームワークに関し、このフレームワークは、車両内に存在する第１の装置、第１の信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、第２の信頼できる第三者が運用する第２の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第３の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第４の処理システムを含む。第１の装置と第３の処理システムとの間の通信アクセスは、第２の処理システムによって生成されたアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいており、第１の装置と第４の処理システムとの間の通信アクセスは、第１の処理システムによって生成されたアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。第１及び第２の処理システムは、第１のセットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成すること；第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること；及び第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること；を行うように構成され、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することに応答して、第１の処理システムは、第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を第１の装置に送信すること；を行うように構成され、第１の装置との安全な通信チャネルの確立に応答して、第２の処理システムは、第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を第１の装置に送信すること；を行うように構成される。
【0035】
本開示の第５の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することは、第１の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立すること；を行うことを含む。
【0036】
本開示の第５の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を生成することは、第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を計算することを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0037】
本開示の第５の態様の実施形態では、フレームワークは、第１の処理システムが、第４の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第４の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第４の処理システムとの安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ１＿ＩＤ３Ｐ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ１＿ＩＤ３Ｐ）を第４の処理システムに送信すること；を行うことをさらに含む。
【0038】
本開示の第５の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することは、第２の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立すること；を行うことを含む。
【0039】
本開示の第５の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤｖ）を生成することは、第２の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤｖ）を計算することを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0040】
本開示の第５の態様の実施形態では、フレームワークは、第２の処理システムが、第３の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第３の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第３の処理システムとの安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤ３Ｐ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤ３Ｐ）を第３の処理システムに送信すること；を行うことをさらに含む。
【0041】
本開示の第６の態様は、特に、車両通信アクセスフレームワークのための方法に関する。この方法には、車両内に存在する第１の装置、第１の信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、第２の信頼できる第三者が運用する第２の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第３の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第４の処理システムが含まれる。第１の装置と第３の処理システムとの間の通信アクセスは、第２の処理システムによって生成されたアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいており、第１の装置と第４の処理システムとの間の通信アクセスは、第１の処理システムによって生成されたアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。この方法は、第１及び第２の処理システムが、第１のセットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成するステップ；第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信するステップ；及び第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップ；を行うことを含み、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することに応答して、この方法は、第１の処理システムが、第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を生成するステップ；及び安全な通信チャネルを介して、第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を第１の装置に送信するステップ；を行うことを含み、第１の装置との安全な通信チャネルを確立することに応答して、この方法は、第２の処理システムが、第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を生成するステップ；及び安全な通信チャネルを介して、第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を第１の装置に送信するステップ；を行うことを含む。
【0042】
本開示の第６の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップは、第１の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信するステップ；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信するステップであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信するステップ；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得するステップ；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算するステップ；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立するステップ；を行うことを含む。
【0043】
本開示の第６の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を生成するステップは、第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する第１のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ）を計算するステップを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＴＴＰ１＿ＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0044】
本開示の第６の態様の実施形態では、この方法は、第１の処理システムが、第４の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第４の処理システムのＩＤを含む、受信するステップ；第４の処理システムとの安全な通信チャネルを確立するステップ；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ１＿ＩＤ３Ｐ）を生成するステップ；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ１＿ＩＤ３Ｐ）を第４の処理システムに送信するステップ；を行うことをさらに含む。
【0045】
本開示の第６の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立するステップは、第２の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信するステップ；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信するステップであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信するステップ；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得するステップ；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算するステップ；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立するステップ；を行うことを含む。
【0046】
本開示の第６の態様の実施形態では、信用証明書は、自動車の所有者及び信頼できる第三者にのみ知られている情報又は詳細を含む。さらに、信用証明書は、自動車の所有者が信頼できる第三者のオフィスで自動車を登録するときに、第１の処理システムによって第１の装置に提供される。
【0047】
本開示の第６の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を生成するステップは、第２の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する第２のＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ）を計算するステップを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＴＴＰ２＿ＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0048】
本開示の第６の態様の実施形態では、この方法は、第２の処理システムが、第３の処理システムからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信するステップであって、この要求は、第３の処理システムのＩＤを含む、受信するステップ；第３の処理システムとの安全な通信チャネルを確立するステップ；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤ３Ｐ）を生成するステップ；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＴＰＰ２＿ＩＤ３Ｐ）を第３の処理システムに送信するステップ；を行うことをさらに含む。
【0049】
本開示の第７の態様は、車両通信アクセスフレームワークに関する。このフレームワークは、車両の所有者のモバイル装置、車両内に存在する第１の装置、信頼できる第三者が運用する第１の処理システム、車両のＯＥＭ（original equipment manufacturer）が運用する第２の処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する第３の処理システムを含む。第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムの間の通信アクセスは、第１の処理システムによって第１の装置、第２の処理システム、及び第３の処理システムそれぞれに対して生成されるアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）秘密鍵に基づいている。第１の処理システムは、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成すること；モバイル装置から秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること；モバイル装置との安全な通信チャネルを確立すること；秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）をモバイル装置に送信すること；を行うように構成され、モバイル装置は、第１の装置との短距離通信チャネルを確立すること；秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を第１の装置に送信すること；及び秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を削除すること；を行うように構成される。
【0050】
本開示の第７の態様の実施形態では、モバイル装置との安全な通信チャネルを確立することは、第１の処理システムが、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第３の装置からの認証応答を受信することであって、認証応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵チャネルを介して安全な通信を確立すること；を行うことを含む。
【0051】
本開示の第７の態様の実施形態では、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成することは、第１の処理システムが、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算することを行うことを含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムには、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0052】
本開示の第７の態様の実施形態では、フレームワークは、第１の処理システムが、第２及び第３の処理システムの１つから秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第２又は第３の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立すること；秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信すること；を行うことをさらに含む。
【0053】
本開示の第８の態様は、信頼できる第三者が運用する、車両内に存在する第１の装置を含む通信アクセスフレームワークのための処理システムに関する。処理システムは、プロセッサ、記憶媒体、及び記憶媒体に記憶される命令を含み、命令がプロセッサによって実行可能にされ、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成するとともにグローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global system parameter）を生成すること；第１の装置からＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１の装置のＩＤ（ＩＤＶ）を含む、受信すること；第１の装置との安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成すること；及び安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を第１の装置に送信すること、が実行される。
【0054】
本開示の第８の態様の実施形態では、第１の装置との安全な通信チャネルを確立する命令は、安全な通信チャネル要求を生成して送信すること；第１の装置から安全な通信チャネル応答を受信することであって、安全な通信チャネル応答は、式ＭＡＣ１＝ＭＡＣ（Ｃｒｅｄ，ＩＤＶ）において入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）であるＭＡＣ１を含み、Ｃｒｅｄは、第１の処理システムが第１の装置に以前に提供した信用証明書である、受信すること；ＩＤＶに関連付けられるＣｒｅｄを取得すること；入力としてＣｒｅｄ及びＩＤＶを含むメッセージ認証コードであるＭＡＣ２を計算すること；及びＭＡＣ１＝ＭＡＣ２に応答して、対称鍵によって安全な通信チャネルを確立すること；を実行させる命令を含む。
【0055】
本開示の第８の態様の実施形態では、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を生成する命令は、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算することを実行させる命令をさらに含み、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0056】
本開示の第８の態様の実施形態では、処理システムは、第２及び第３の処理システムの１つからＩＢＣ秘密鍵の要求を受信することであって、この要求は、第１又は第２の処理システムのＩＤを含む、受信すること；第２又は第３の処理システムそれぞれとの安全な通信チャネルを確立すること；ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を生成すること；安全な通信チャネルを介して、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐ）を第２又は第３の処理システムそれぞれに送信すること；を実行させる命令をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【0057】
本発明による上記の利点及び特徴は、以下の詳細な説明に記載され、以下の図面に示される。
【図1】現在の通信フレームワークに従って外部システムと通信する車両のアーキテクチャを示す図である。
【図2】本開示の実施形態による、車両とＰＫＧとの間で実行される鍵配布の一般的なステップを示すプロセスのタイミング図である。
【図3】本開示の実施形態による、車外通信を開放環境と閉鎖環境とに区切ることを示す図である。
【図4】本開示の実施形態によるプロセスを実行する、自動車内に存在する装置、自動車の所有者のモバイル装置、又はＰＫＧとして実行されるコンピューティングシステム内の処理システムの例を示す図である。
【図5】本開示の実施形態による、閉鎖環境と開放環境との両方の秘密鍵を計算するための単一のＰＫＧを示す図である。
【図6】本開示の実施形態による、階層方式のＰＫＧを示す図である。
【図7】本開示の実施形態による、閉鎖環境と開放環境との両方の秘密鍵を計算するための別個のＰＫＧを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
本開示は、車両通信アクセスフレームワークに関する。特に、本開示は、車両が他のエンティティと通信できるように、ＩＢＣ鍵を生成して車両及び他のエンティティに配布するための方法及びシステムに関する。
【0059】
車両通信アクセスフレームワークは、Ｖ２Ｘにおいて証明書ベースのＰＫＣを使用することの複雑さを克服し、効率的なソリューションを提供することを目的としている。アイデンティティベースの暗号化（ＩＢＣ：Identity Based Cryptography）では、エンティティは、他のエンティティとの安全な通信チャネルを確立するために他のエンティティのＩＤ情報を知るだけで済む。ＩＤの真正性を検証するために証明書は必要ない。従って、ＩＢＣによって複雑なＰＫＩ又は証明書管理システムが排除される。証明書の送信及び検証は行われず、最終的には証明書ベースのＰＫＣの使用コストが削減される。ＩＢＣは、認証又は復号化鍵を対応するＩＤから導出できるセキュリティとユーザビリティとの間の合理的なバランスを提供する。車外通信のために、ＩＢＣは、迅速且つ効率的なセキュリティを提供する。
【0060】
簡潔に言えば、ＩＢＣは、公開鍵がエンティティのアイデンティティ（ＩＤ：identity）情報（メールアドレス、電話番号等）に対応する公開鍵暗号化である。対応する秘密鍵は、秘密鍵生成器（ＰＫＧ：Private Key Generator）、ＴＴＰによって生成される。公開鍵、つまりＩＤの真正性を検証するために必要な証明書はない。このため、公開鍵／証明書は２つのエンティティの間の通信をもはや確立する必要がないため、これは有利に機能する。
【0061】
概して、提案する車両通信アクセスフレームワークは、次の部分で構成される。
１．ＰＫＩに代わる車外通信のためのＩＢＣ：ＩＢＣは、複雑でコストのかかるＰＫＩシステムに代わる安全な車外通信のために提案される。
２．パーティション化された（partitioned）通信アーキテクチャ：車外通信は、通信の性質及び通信に関与するエンティティに基づいてカテゴリーに分類される。通信アーキテクチャは、まず２つのカテゴリー：すなわち、閉鎖環境の通信と開放環境の通信とに分類される。開放環境の通信は、公共サービス及び第三者サービスとしてさらに区別される。本開示から逸脱することなく、更なるカテゴリーを実装することができる。
３．車外通信におけるＩＢＣ：ＩＢＣは、閉鎖環境の通信と開放環境の通信との両方に関して提案される。ただし、開放環境内の公共サービスはＩＢＣ及び／又はＰＫＩを使用する場合があり、第三者サービスはそれ自体のソリューションを使用する場合がある。そのため、これにより、現在のＰＫＩシステムの使用を要求する第三者のサービスにある程度の柔軟性が与えられる。
１．ＰＫＩに代わる車外通信のためのＩＢＣ：ＩＢＣは、複雑でコストのかかるＰＫＩシステムに代わる安全な車外通信のために提案される。
２．パーティション化された（partitioned）通信アーキテクチャ：車外通信は、通信の性質及び通信に関与するエンティティに基づいてカテゴリーに分類される。通信アーキテクチャは、まず２つのカテゴリー：すなわち、閉鎖環境の通信と開放環境の通信とに分類される。開放環境の通信は、公共サービス及び第三者サービスとしてさらに区別される。本開示から逸脱することなく、更なるカテゴリーを実装することができる。
３．車外通信におけるＩＢＣ：ＩＢＣは、閉鎖環境の通信と開放環境の通信との両方に関して提案される。ただし、開放環境内の公共サービスはＩＢＣ及び／又はＰＫＩを使用する場合があり、第三者サービスはそれ自体のソリューションを使用する場合がある。そのため、これにより、現在のＰＫＩシステムの使用を要求する第三者のサービスにある程度の柔軟性が与えられる。
【0062】
車外通信のためのＩＢＣセットアップ
車外通信のためのＩＢＣセットアップには、対処すべき２つの主要な態様がある。それは、車外通信のためのＰＫＧセットアップと、車両へのＩＢＣ鍵配布とである。
車外通信のためのＩＢＣセットアップには、対処すべき２つの主要な態様がある。それは、車外通信のためのＰＫＧセットアップと、車両へのＩＢＣ鍵配布とである。
【0063】
ＰＫＧは、車両の秘密鍵を生成するための信頼できる第三者である。各車両通信アクセスフレームワークには、少なくとも１つのＰＫＧが含まれる。ＰＫＧは、セットアップアルゴリズムを実行して、マスターシークレット鍵「ｍｓｋ」を生成し、マスター公開鍵「ｍｐｋ」を含むグローバルシステムパラメータ「ＧＳＰ」を計算する。ＧＳＰには、メッセージの暗号化及び復号化に使用される暗号化及び復号化方式等、ＩＢＣに関連するパラメータが含まれる。車外通信のためのＰＫＧセットアップでは、主にＰＫＧになることができる人と車外通信アクセスフレームワークで実施されるＰＫＧの数に関する質問に答える。
【0064】
ＩＢＣ鍵配布では、ＰＫＧは、車両のＩＤ（ＩＤＶ）、それ自体のｍｓｋ、及びＧＳＰを使用してＫｅｙＧｅｎ（鍵生成）アルゴリズムを実行し、車両のＩＤＶに対応する秘密鍵「ＩＢＣ－Ｋ」を生成する。次に、ＰＫＧは、安全なチャネルを通じてＩＢＣ－Ｋを車両に配信する。図２は、車両とＰＫＧとの間で実行されるＩＢＣ鍵配布の一般的なステップを示すプロセス２００のタイミング図を示している。プロセス２００は、ＩＢＣ鍵要求を伴うステップ２０５で開始する。特に、車両は、その識別情報ＩＤＶを使用してＩＢＣ鍵要求をＰＫＧに送信する（車両のＩＤＶは、その車両の識別番号ＶＩＮ、或いは車両又は車両の所有者を識別するための他の情報であり得る）。
【0065】
ステップ２１０において、ＰＫＧは、安全な通信チャネルを確立するためのプロセスを開始するだろう。これは、リクエスターが秘密鍵を受け取る信用証明書（credential）を有していることを確認し、ＰＫＧがその後安全な方法で秘密鍵を車両に配信できるようにするために必要である。ＰＫＧと車両との間に安全な通信チャネルを確立する１つの方法は、認証にメッセージ認証コード（ＭＡＣ：message authentication code）を使用し、２つのエンティティの間の認証が成功した場合にセッション鍵を発行することである。これは、安全な通信チャネルを確立するための１つの可能な方法を単に示している。当業者は、２つのエンティティの間で安全な通信チャネルを確立する他の方法が、本開示から逸脱することなく実施され得ることを認識するだろう。更なる詳細については、以下で説明する。
【0066】
ステップ２１５において、安全な通信チャネルの確立の成功に応答して、ＰＫＧは、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵を計算する。ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0067】
ステップ２２０において、ＰＫＧは、ステップ２１０において確立された安全な通信チャネルを介してＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を車両に送信する。特に、安全な通信チャネルが上記の例を使用して確立されると仮定すると、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）は、セッション鍵を使用して暗号化されるだろう。
【0068】
車外通信のためのＩＢＣ鍵配布は、主に、閉鎖環境と開放環境との両方の通信において秘密鍵を車両にどの様に安全に配布するかに関する詳細を提供する。換言すると、それは、安全な車外通信のブートストラップを処理する。車両は、ＰＫＧからＩＢＣ秘密鍵を直接取得できる。あるいはまた、車両は、モバイル装置を介してＰＫＧから秘密鍵を取得できる。
【0069】
ＩＢＣ秘密鍵が車両に配布されると、車両は、この鍵を例えば安全なハードウェアに安全に保存できる。ＩＢＣ秘密鍵を取得した後に、車両は、そのＩＢＣ秘密鍵を使用し、対応するＩＢＣ暗号プリミティブを使用して外部通信を保護でき、対応するＩＢＣ暗号プリミティブは、認証のためのアイデンティティベースの署名（ＩＢＳ：Identity Based Signature）、暗号化のためのアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＥ： Identity Based Encryption）、又は認証と暗号化との両方のための認証付きアイデンティティベースの暗号化（ＡＩＢＥ：Authenticated Identity Based Encryption）であり得る。鍵の管理は、本開示の範囲を超えている。さらに、ＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－Ｋの使用はアプリケーション固有であり、これも本開示の範囲を超えている。
【0070】
この実施形態は、車外通信のために、複雑なＰＫＩシステムをＩＢＣで置き換えることを目的とする上記のプロセスの技術的詳細を提示する。
【0071】
車外通信は、通信の性質及び通信に関与するエンティティに基づいて、２つのカテゴリーに分類される。２つのカテゴリーは、閉鎖環境３１０と開放環境３２０とである。閉鎖環境３１０は、自動車の動作に関連する通信に関する。この通信には、典型的に、車両１１０、所有者のモバイル装置、自動車メーカーのクラウド等のＯＥＭ（original equipment manufacturer）の間の通信が含まれる。開放環境３２０は、自動車の動作以外のサービスに関連する通信に関する。本質的に、開放環境３２０には、自動車と、自動車の動作に関連しないサービスを提供するエンティティとの間の通信が含まれる。開放環境３２０は、さらに２つのカテゴリー：公共サービス３２１（緊急通報センター（ＰＳＡＰ：public safety answering point）、衝突回避システム、交通管理サービス等）と、第三者サービス３２２（エンターテインメント、音楽及びビデオのダウンロード、ｅＳｈｏｐｐｉｎｇ、Ｆａｃｅｂｏｏｋ（登録商標）等の第三者アプリ等）とに分類することができる。当業者は、本開示から逸脱することなく、開放環境及び閉鎖環境のそれぞれが他の数のカテゴリーに分類され得ることを認識するだろう。
【0072】
閉鎖環境での通信３１０は、通常、車両、自動車メーカーのクラウド、所有者のモバイル装置の間の動作関連の通信であり、他のエンティティの関与はない。そのため、閉鎖環境はプロプライエタリソリューション（proprietary solution）に対してオープンであり、ＩＢＣは複雑なＰＫＩを回避するための理想的な選択肢である。公共サービス３２１通信はＩＢＣを実装できる。ただし、それら公共サービス３２１は、通信ＩＢＣ及び／又はＰＫＩを使用する場合もある。一方、第三者のサービス３２２（Ｗｈａｔｓａｐｐ（登録商標）、Ｙｅｌｐ（登録商標）、Ｆａｃｅｂｏｏｋ（登録商標）、Ｔｗｉｔｔｅｒ（登録商標）、ｅＳｈｏｐｐｉｎｇ、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｏｗ等）は、主に車両向けではなく、対称鍵、ＰＫＩ、又はＩＢＣに基づく独自のソリューションを使用できる。
【0073】
図４は、自動車１１０内に存在する装置、又は自動車の所有者のモバイル装置、又はＰＫＧとして実行されるコンピューティングシステムの処理システム４００上で実行される処理システム４００又は仮想マシンの例を示している。特に、処理システム４００は、本開示の実施形態に従って以下で説明するプロセスを行うための命令を実行する、自動車内に存在する装置、又は自動車の所有者のモバイル装置、又はＰＫＧとして実行されるコンピューティングシステムの処理ユニット内の処理システムを表す。当業者は、本発明から逸脱することなく、命令がハードウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとして記憶及び／又は実行され得ることを認識するだろう。さらに、当業者は、各処理システムの正確な構成が異なり得、本発明に従ってプロセスを実行する処理システムの正確な構成が変化し得、図４に示される処理システム４００が、単なる例として提供されることを認識するだろう。
【0074】
処理システム４００は、プロセッサ４１０、無線トランシーバ４２０、画像取込装置４３０、表示装置４４０、キーパッド４５０、メモリ４６０、ブルートゥースモジュール４７０、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）モジュール４８０、及びＩ／Ｏ装置４９０を含む。
【0075】
無線トランシーバ４２０、画像取込装置４３０、表示装置４４０、キーパッド４５０、メモリ４６０、ブルートゥースモジュール４７０、ＮＦＣモジュール４８０、Ｉ／Ｏ装置４９０、及び任意数の他の周辺機器は、プロセッサ４１０に接続され、プロセッサ４１０によって実行されているアプリケーションでの使用のためにプロセッサ４１０とデータを交換する。
【0076】
無線トランシーバ４２０は、無線通信チャネルを介して発信音声及びデータ信号を送信し、着信音声及びデータ信号を受信するように構成されたアンテナに接続される。無線通信チャネルは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦＩＤ、ＮＦＣ、ＤＳＲＣ、ＷｉＭａｘ（登録商標）、ＣＤＭＡ、３Ｇ／４Ｇ（又は将来のセルラー通信の変形）、ＧＳＭ、又は他の将来の無線通信インターフェース等のデジタル無線通信チャネルとすることができる。
【0077】
画像取込装置４３０は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：complementary metal-oxide semiconductor）又は電荷結合センサ（ＣＣＤ：charge coupled sensor）タイプのカメラ等、静止画像及び／又は動画を取り込むことができる任意の装置である。表示装置４４０は、プロセッサ４１０から表示データを受信し、ユーザが見るために画像を画面上に表示する。表示装置４４０は、液晶表示装置（ＬＣＤ：liquid crystal display）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：organic
light-emitting diode）表示装置であってよい。キーパッド４５０は、ユーザ入力を受信し、その入力をプロセッサ４１０に送信する。いくつかの実施形態では、表示装置４４０は、ユーザ入力を受け取るためのキーパッドとして機能するタッチ感知面であってもよい。
light-emitting diode）表示装置であってよい。キーパッド４５０は、ユーザ入力を受信し、その入力をプロセッサ４１０に送信する。いくつかの実施形態では、表示装置４４０は、ユーザ入力を受け取るためのキーパッドとして機能するタッチ感知面であってもよい。
【0078】
メモリ４６０は、プロセッサ４１０との間でデータを送受信してデータをメモリに記憶する装置である。安全なチャネルを介してＰＫＧから取得されたＩＢＣ鍵は、メモリ４６０の一部であり得る又は別個のメモリとして提供され得る安全なメモリに保存される。ブルートゥースモジュール４７０は、処理システム４００がブルートゥース技術標準に基づいて別の同様の装置との通信を確立することを可能にするモジュールである。ＮＦＣモジュール４８０は、処理ユニット４１０が別の同様の装置と一緒に触れることによって、又はその装置を非常に近接させることによって、それら別の同様の装置との無線通信を確立することを可能にするモジュールである。
【0079】
プロセッサ４１０に接続することができる他の周辺装置には、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）及び他の測位トランシーバが含まれる。
【0080】
プロセッサ４１０は、本開示によるプロセスを行うための命令を実行するプロセッサ、マイクロプロセッサ、又はプロセッサ及びマイクロプロセッサの任意の組合せである。プロセッサは、メモリ４６０に記憶されている様々なアプリケーションプログラムを実行する機能を有している。これらのアプリケーションプログラムは、タッチ感知面を有する表示装置４４０を介して、又はキーパッド４５０から直接的に、ユーザから入力を受け取ることができる。プロセッサ４１０によって実行することができるメモリ４６０に記憶された、いくつかのアプリケーションプログラムは、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、ＩＯＳ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）、又は他のプラットフォームのために開発されたアプリケーションプログラムである。
【0081】
図５は、閉鎖環境と開放環境との両方の秘密鍵を計算する単一のＰＫＧを示している。図５では、信頼できるエンティティである政府又は他の同様のエンティティは、そのようなＰＫＧ、すなわちＰＫＧＧＯＶ５１０を、閉鎖環境３１０の通信と開放環境３２０の通信との両方のために配備する（deploy）ことができる。この場合に、ＰＫＧＧＯＶ５１０は、１組のＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＧＯＶ）を車両１１０に発行する。ＰＫＧＧＯＶ５１０は、公共サービス等の開放環境及び動作等の閉鎖環境のエンティティにＩＢＣ鍵を発行する。このフレームワークの下で、車両１１０は、そのＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＧＯＶ）を使用して、開放環境のエンティティと閉鎖環境のエンティティとの両方との通信を確立するだろう。
【0082】
実際には、ＰＫＧは、レベル０の１つのルート（起源）ＰＫＧ６１０と、いくつかの中間レベルのＰＫＧ６２１，６２２,６２３，６２４・・・６２ｎとに階層化され、それぞれの開放環境及び閉鎖環境にＩＢＣ鍵を配布する。特に、図６に示されるように、中間レベルのＰＫＧ６２２は、１つの開放環境の１つの中間レベルであり得、指定された開放環境のエンティティにＩＢＣ鍵を提供する責任がある一方、中間レベルのＰＫＧ６２３及び６２４は、異なるＯＥＭ向けの閉鎖環境向けに提供され得る。各中間レベルのＰＫＧ６２１－６２ｎはルートＰＫＧ６１０に関連付けられるだろう。図６は１つの開放環境の１つの中間レベルのみを示しているが、当業者は、本開示から逸脱せずに、開放環境に他の数の中間レベルを提供できることを認識するだろう。同様に、本開示から逸脱することなく、閉鎖環境に他の数の中間レベルを提供することもできる。
【0083】
第１の実施形態では、ＰＫＧは、車両の秘密鍵を生成する政府機関５１０であり得る信頼できる第三者である。鍵のセットアップ及び生成アプリケーションがＰＫＧにインストールされ、信頼できる第三者のみが、鍵のセットアップ及び生成アプリケーションを開始できる。初期化段階において、ＰＫＧは、鍵のセットアップ及び生成アプリケーションのセットアップアルゴリズムを実行して、ＧＳＰ及びそれ自体のｍｓｋを（ｍｓｋ，ＧＳＰ）＝Ｓｅｔｕｐ（）として計算する。
【0084】
セットアップアルゴリズムの後に、ＰＫＧは秘密鍵を生成する準備が整う。簡潔に言うと、ＰＫＧは、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して車両のＩＢＣ－Ｋ秘密鍵を計算し、次にＩＢＣ－Ｋ秘密鍵を車両に安全に配布する。換言すれば、それは、安全な車外通信をブートストラップする。ＰＫＧからＩＢＣ秘密鍵を取得するために、車両に、ＰＫＧと通信する長距離接続の装置があると仮定する。ＩＢＣ秘密鍵を取得するために使用される装置は、コネクテッド車両内の又は車両から分離された埋込み装置であり得る。これは、長距離接続を備えた装置が車両内に存在することを意味する。車両内に存在する装置に長距離接続がない場合に、装置は、少なくとも所有者のモバイル装置と通信するための短距離接続を含むだろう。この構成では、装置は、所有者のモバイル装置を介してＰＫＧからＩＢＣ秘密鍵を取得するだろう。更なる詳細が以下に記載される。
【0085】
図２は、車両が、１組のＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＧＯＶ）を、閉鎖環境と開放環境との両方の通信のために政府機関が配備したＰＫＧＧＯＶからどの様に取得するかを示すために使用される。ステップ２０５において、車両内に存在する装置は、ＩＢＣ鍵要求を送信する。特に、車両内に存在する装置は、その識別情報ＩＤＶを使用してＩＢＣ鍵要求をＰＫＧに送信する（車両のＩＤＶは、その車両の識別番号ＶＩＮ、或いは車両又は車両の所有者を識別するための他の情報であり得る）。この構成では、車両内に存在する装置には、長距離接続が含まれる。
【0086】
ステップ２１０において、ＰＫＧは、安全な通信チャネルを確立するためのプロセスを開始するだろう。これは、リクエスターが秘密鍵を受け取る信用証明書を有していることを確認し、ＰＫＧがその後安全な方法で秘密鍵を車両に配信できるようにするために必要である。ＰＫＧＧＯＶとの安全な通信チャネルを確立するには、車両は、ＰＫＧＧＯＶと共有されるいくつかの信用証明書を必要とする。自動車の購入時に、自動車の所有者は、ＮＲＩＣ、電話番号、電子メールアドレス等の自身の情報を使用して自分の自動車を米国の自動車管理局（ＤＭＶ：Department of Motor Vehicles）又はシンガポールの陸運局（ＬＴＡ：Land Transport Authority）に登録して、ナンバープレートを取得し、そして合法的に道路上で運転する。次に、自動車の所有者は、ＰＫＧＧＯＶの詳細（ＰＫＧＧＯＶへのアクセス方法等）と、いくつかの安全な信用証明書ＣｒｅｄＧＯＶ（パスワード等）とを取得する。信用証明書は、ＳＭＳ、電子メールを介して、又はＤＭＶ／ＬＴＡ又は他の政府機関からの封筒で自動車の所有者に提供され得る。当業者は、信用証明書が、自動車の所有者及びＰＫＧＧＯＶのみが知っている情報又は詳細であることを認識するだろう。そのため、ＰＫＧＧＯＶから信用証明書を取得する他の方法は、本開示から逸脱することなく、自動車の所有者が個人的にＰＫＧＧＯＶを管理するオフィスを訪問して信用証明書を取得する等である。信用証明書は、車両の登録に使用されるＮＲＩＣ、電話番号、電子メールアドレス等とともに、ＰＫＧＧＯＶの処理システムのメモリ上のデータ構造に記憶される。自動車の登録時に取得したＣｒｅｄＧＯＶを使用して、車両とＰＫＧＧＯＶとの間に安全な通信チャネルが確立される。この安全な通信チャネルは、認証にメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）を使用して確立できる。例えば、安全な通信チャネルを確立するための安全な通信チャネル要求を受信すると、車両内に存在する装置は、信用証明書及びそのＩＤであるＭＡＣ（ＣｒｅｄＧＯＶ，ＩＤＶ）を使用してＭＡＣ１を生成する。車両内に存在する装置は、ＭＡＣ１を含む安全な通信チャネル応答をＰＫＧＧＯＶに送信する。車両からの安全な通信チャネル応答の受信に応答して、ＰＫＧＧＯＶは、データ構造を取得し、ＩＤＶに関連付けられたＣｒｅｄＧＯＶの検索を実行し、ＩＤＶに関連付けられたＣｒｅｄＧＯＶ及びステップ２０５で受信したＩＤを使用してＭＡＣ２を生成する。ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２の場合に、安全な通信チャネルが対称鍵によって確立される。特に、セッションキーは、ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２の決定時に生成され、セッションキーは、その後両方の当事者によるメッセージの暗号化と復号化に使用される。この例は、安全な通信チャネルを確立するための１つの可能な方法を示している。当業者は、２つのエンティティの間で安全な通信チャネルを確立する他の方法が、本開示から逸脱することなく、実施され得ることを認識するだろう。
【0087】
ステップ２１５において、安全な通信チャネルの確立の成功に応答して、ＰＫＧＧＯＶは、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応するＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を計算する。ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＩＤｖ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0088】
ステップ２２０において、ＰＫＧは、ステップ２１０において確立された安全な通信チャネルを介してＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）を車両に送信する。特に、安全な通信チャネルが上記の例を使用して確立されると仮定すると、ＩＢＣ秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＩＤｖ）は、セッション鍵を使用して暗号化されるだろう。
【0089】
ＰＫＧＧＯＶは、ＯＥＭ及び第三者のプロバイダーへの秘密鍵も生成する。ＯＥＭ及び第三者のプロバイダーへのＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－ＫＩＤ３Ｐを生成するプロセスは、図２に示されるように、４つのステップを概ね含む車両のプロセスに似ている可能性がある。ＯＥＭ及び第三者のプロバイダーは、事業体の下で運用される可能性が高いので、ＯＥＭ及び第三者のプロバイダーは、ＰＫＧＧＯＶを直接管理しているオフィスからＩＢＣ秘密鍵を直接取得する可能性がある。当業者は、ＰＫＧＧＯＶからＩＢＣ秘密鍵を取得する他の方法が、本開示から逸脱することなく、ＯＥＭ及び第三者のプロバイダーのために実施され得ることを認識するだろう。
【0090】
図７は、各ＯＥＭが、政府が配備したＰＫＧとは別にそれ自体のＰＫＧを配備する第２の実施形態を示している。各ＯＥＭ（Original Equipment Manufacturer）は、政府が配備したＰＫＧとは別に個別のＰＫＧを配備することもできる。このフレームワークでは、２つのＰＫＧがセットアップされ、１つは政府機関による開放環境の通信のためのＰＫＧＧＯＶであり、もう１つはＯＥＭによる閉鎖環境の通信のためのＰＫＧＯＥＭである。その結果、２組のＩＢＣ鍵が車両によって維持され、１つは閉鎖環境の通信３１０のためにＰＫＧＯＥＭ７１０から取得され、もう１つは開放環境の通信３２０のためにＰＫＧＧＯＶ７２０から取得される。
【0091】
第２の実施形態では、２組のＩＢＣ鍵、すなわちＰＫＧＯＥＭからのＩＢＣ－ＫＯＥＭ及びＰＫＧＧＯＶからのＩＢＣ－ＫＧＯＶが車両に配布されるだろう。この場合に、車両は、最初にＰＫＧＯＥＭからＩＢＣ－ＫＯＥＭを取得し、次にＰＫＧＧＯＶからＩＢＣ－ＫＧＯＶを取得できる。しかしながら、この順序は、本開示から逸脱することなく逆にすることができる。鍵のセットアップ及び生成アプリケーションはＰＫＧＯＥＭとＰＫＧＧＯＶとの両方にインストールされ、ＰＫＧＯＥＭとＰＫＧＧＯＶだけが鍵のセットアップ及び生成アプリケーションを開始できる。
【0092】
初期化段階では、ＰＫＧＯＥＭとＰＫＧＧＯＶとの両方が、セットアップアルゴリズムを実行して、ＧＳＰ及びそれ自体のｍｓｋを（ｍｓｋ，ＧＳＰ）＝Ｓｅｔｕｐ（）として計算する。
【0093】
セットアップアルゴリズムの後で、ＰＫＧＯＥＭとＰＫＧＧＯＶとの両方で秘密鍵を生成する準備が整う。以下は、車両が、２組のＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＧＯＶ，ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）をどの様に取得するかの詳細である。
【0094】
ａ）ＰＫＧＯＥＭから取得されるＩＢＣ－ＫＯＥＭ
ＯＥＭがＰＫＧの場合に、そのＯＥＭは、製造時にＩＢＣ秘密鍵を車両に保存できる。あるいはまた、車両は、ＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－ＫＯＥＭをＰＫＧＯＥＭからリモートで取得する。図２は、閉鎖環境の通信のために、車両が、１組のＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）を、ＯＥＭが配備したＰＫＧ、ＰＫＧＯＥＭからリモートでどの様に取得するかを示すために使用される。
ＯＥＭがＰＫＧの場合に、そのＯＥＭは、製造時にＩＢＣ秘密鍵を車両に保存できる。あるいはまた、車両は、ＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－ＫＯＥＭをＰＫＧＯＥＭからリモートで取得する。図２は、閉鎖環境の通信のために、車両が、１組のＩＢＣ鍵（ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）を、ＯＥＭが配備したＰＫＧ、ＰＫＧＯＥＭからリモートでどの様に取得するかを示すために使用される。
【0095】
ステップ２０５において、車両内に存在する装置は、ＩＢＣ鍵要求を送信する。特に、車両内に存在する装置は、その識別情報ＩＤＶを使用してＩＢＣ鍵要求をＰＫＧＯＥＭに送信する（車両のＩＤＶは、その車両の識別番号ＶＩＮ、或いは車両又は車両の所有者を識別するための他の情報であり得る）。
【0096】
ステップ２１０において、ＰＫＧＯＥＭは、安全な通信チャネルを確立するために認証を開始するだろう。これは、リクエスターが秘密鍵を受け取る信用証明書を有していることを確認し、ＰＫＧがその後秘密鍵を車両に配信できるようにするためにも必要である。ＰＫＧＯＥＭとの安全な通信チャネルを確立するには、車両にはＰＫＧＯＥＭと共有されるいくつかの信用証明書が必要である。自動車の購入時に、所有者は、電話番号、電子メール等の自分の詳細をＯＥＭ／ディーラーに登録する。次に、自動車の所有者は、ＰＫＧＯＥＭの詳細といくつかの安全な信用証明書ＣｒｅｄＯＥＭ（パスワード等）とを取得する。パスワードは、ＳＭＳ、電子メールを介して、又はＯＥＭ又はディーラーからの封筒で自動車の所有者に提供され得る。あるいはまた、ＣｒｅｄＯＥＭは、製造時にＯＥＭによって自動車にプレインストールすることもできる。安全な通信チャネルが、ＣｒｅｄＯＥＭを使用して車両とＰＫＧＯＥＭとの間に確立される。信用証明書は、車両の登録に使用される電話番号、電子メールアドレスとともに、ＰＫＧＯＥＭの処理システムのメモリ上のデータ構造に記憶される。この安全な通信チャネルは、認証にメッセージ認証コード（ＭＡＣ：Message Authentication Code）を使用して確立できる。例えば、安全な通信チャネルを確立する要求を受信すると、車両内に存在する装置は、信用証明書及びそのＩＤであるＭＡＣ（ＣｒｅｄＯＥＭ，ＩＤＶ）を使用してＭＡＣ１を生成する。次に、ＭＡＣ１がＰＫＧＯＥＭに送信される。車両からＭＡＣ１を受信したことに応答して、ＰＫＧＯＥＭは、データ構造を取得し、ＩＤＶに関連付けられたＣｒｅｄＯＥＭの検索を実行し、ＩＤＶに関連付けられたＣｒｅｄＯＥＭとステップ２０５で受信したＩＤとを使用してＭＡＣ２を生成する。ＭＡＣ１＝ＭＡＣ２の場合に、安全な通信チャネルは、対称鍵によって確立される。特に、セッションキーはＭＡＣ１＝ＭＡＣ２の決定時に生成され、セッションキーは、その後両方の当事者によるメッセージの暗号化及び復号化に使用される。この例は、安全な通信チャネルを確立するための１つの可能な方法を示している。当業者は、２つのエンティティの間で安全な通信チャネルを確立する他の方法が、本開示から逸脱することなく、実施され得ることを認識するだろう。
【0097】
ステップ２１５において、安全な通信チャネルの確立の成功に応答して、ＰＫＧＯＥＭは、ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムを実行して、ＩＤＶに対応する秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）を計算する。ＫｅｙＧｅｎアルゴリズムへの入力には、ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶが含まれ、入力は、式ＩＢＣ－ＫＯＥＭ＝ＫｅｙＧｅｎ（ｍｓｋ，ＧＳＰ，ＩＤＶ）で表すことができる。
【0098】
ステップ２２０において、ＰＫＧは、ステップ２１０で確立された安全なチャネルを介して秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）を車両に送信する。特に、安全な通信チャネルが上記の例を使用して確立されると仮定すると、秘密鍵（ＩＢＣ－ＫＯＥＭ）は、セッション鍵を使用して暗号化されるだろう。
【0099】
ＰＫＧＯＥＭは、車両がＯＥＭによって提供されるシステムと通信できるように、ＯＥＭが提供するシステムへの秘密鍵も生成する。ＯＥＭが提供するシステムへのＩＢＣ秘密鍵を生成するプロセスは、車両に対して生成されたものと同様であり得、上記の４つのステップを概ね含む。ＯＥＭによって提供されるシステムが同じエンティティで動作する可能性が高いため、ＯＥＭは、ＰＫＧＯＥＭを管理する管理局から直接ＩＢＣ秘密鍵を取得する可能性がある。そのため、当業者は、ＰＫＧＯＥＭからＩＢＣ秘密鍵を取得する他の方法が、本開示から逸脱することなく、実施され得ることを認識するだろう。
【0100】
ｂ）ＰＫＧＧＯＶから取得したＩＢＣ－ＫＧＯＶ
車両は、第１の実施形態で説明したのと同じ手順に従って、ＰＫＧＧＯＶからＩＢＣ鍵ＩＢＣ－ＫＧＯＶを取得できる。あるいはまた、ＰＫＧＯＥＭから秘密鍵を取得した後の車両は、上記ａ）で取得したＩＢＣ－ＫＯＥＭを使用して、ＰＫＧＧＯＶとの安全な通信チャネルを確立できる。この状況では、ＰＫＧＯＥＭは、ＰＫＧＧＯＶから秘密鍵を取得する必要があるだろう。
車両は、第１の実施形態で説明したのと同じ手順に従って、ＰＫＧＧＯＶからＩＢＣ鍵ＩＢＣ－ＫＧＯＶを取得できる。あるいはまた、ＰＫＧＯＥＭから秘密鍵を取得した後の車両は、上記ａ）で取得したＩＢＣ－ＫＯＥＭを使用して、ＰＫＧＧＯＶとの安全な通信チャネルを確立できる。この状況では、ＰＫＧＯＥＭは、ＰＫＧＧＯＶから秘密鍵を取得する必要があるだろう。
【0101】
上記の実施形態では、車両内に存在する装置がＰＫＧと通信するための長距離接続を有しない場合に、車両内に存在する装置は、車両の所有者のモバイル装置を介してＰＫＧと通信することができる。その場合に、上記の図２を参照して説明したＩＢＣ鍵配布の最初の４つのステップは、車両内に存在する装置とＰＫＧとの間ではなく、自動車の所有者のモバイル装置とＰＫＧとの間で実行される。車両内に存在する装置は、長距離通信手段と短距離通信手段との両方を含み得る。典型的に、所有者が最初に自動車にアクセスしたときに、長距離通信手段が有効になることは殆どない。例えば、所有者は、モバイルネットワークプロバイダーに加入し、加入者識別モジュール（ＳＩＭ：subscriber identification module）を車両内に存在する装置にインストールする必要があり得る。そのため、所有者が最初に自動車にアクセスしたときに、長距離通信手段が有効になることは殆どない。こうして、車両内に存在する装置は、最初に所有者のモバイル装置を介して外部の関係者と通信する必要がある。
【0102】
モバイル装置がＰＫＧ（ＰＫＧＧＯＶ又はＰＫＧＯＥＭのいずれか）からＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－Ｋを取得した後に、更なる２つのステップが以下の方法で追加されるだろう。
【0103】
まず、モバイル装置は、ＮＦＣ等の短距離通信手段を使用して、ＩＢＣ秘密鍵ＩＢＣ－Ｋを車両に転送する。ワイヤレス通信への攻撃を阻止するために、モバイル装置が車両から一定の距離内にあるような、短距離通信が必要である。モバイル装置と車両内に存在する装置との間の距離は、短距離通信手段のタイプに依存する。例えば、近距離通信手段がＮＦＣである場合に、モバイル装置から車両内に存在する装置までの距離は４ｃｍ以内になる可能性があるだろう。特に、モバイル装置は、ＮＦＣを介して車両内に存在する装置との通信を確立する。モバイル装置がＮＦＣを介して車両内に存在する装置との通信を確立すると、モバイル装置は、ＩＢＣ秘密鍵を車両内に存在する装置に送信する。
【0104】
ＩＢＣ秘密鍵が車両内に存在する装置の安全なメモリ内に保存された後に、モバイル装置は、そのメモリから秘密鍵を削除する。特に、車両内に存在する装置は、秘密鍵が安全なメモリ内に保存されたことを示すメッセージをモバイル装置に送信するだろう。メッセージの受信に応答して、モバイル装置はＩＢＣ秘密鍵をそのメモリから削除する。
【0105】
階層的なＰＫＧが使用される第３の実施形態では、ルートＰＫＧはレベル０で確認でき、ルートＰＫＧは、レベル１のＩＢＣ秘密鍵をＰＫＧＧＯＶ及びＰＫＧＯＥＭ（中間レベルＰＫＧ）に発行する一方、レベル１のＩＢＣ秘密鍵は、レベル２のＩＢＣ秘密鍵を開放環境及び閉鎖環境のために提供されるシステム（エンドユーザ、例えば、車両や車外通信に関与する他の全てのエンティティ）に発行する。実際には、３（０～２）を超えるレベルが含まれる場合がある。特に、階層的なＰＫＧ方式は、セットアップ及び鍵生成アプリケーションの次のアルゴリズムで構成される。
１．セットアップアルゴリズム：ルートＰＫＧは、セットアップアルゴリズムを実行して、ＧＳＰ及びそれ自体のｍｓｋを（ｍｓｋ，ＧＳＰ）＝Ｓｅｔｕｐ（）として計算する。
２．ＫｅｙＧｅｎアルゴリズム：（ルート及び中間レベル）ＰＫＧは、ＫｅｙＧｅｎ（ＩＢＣ－ＫＩＤｉ，Ｌ，ＧＳＰ，ＩＤｊ，Ｌ＋１）→ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１を実行し、入力として現在のレベルのアイデンティティＩＤｉ，Ｌ及び下位レベルのアイデンティティＩＤｊ，Ｌ＋１に対応するレベルＬの秘密鍵ＩＢＣ－ＫＩＤｉ，Ｌを受け取り、ＩＤｊ，Ｌ＋１に対応する下位レベル（Ｌ＋１）の秘密鍵ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１を出力する。ルートＰＫＧの場合に、ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＝ｍｓｋである。
１．セットアップアルゴリズム：ルートＰＫＧは、セットアップアルゴリズムを実行して、ＧＳＰ及びそれ自体のｍｓｋを（ｍｓｋ，ＧＳＰ）＝Ｓｅｔｕｐ（）として計算する。
２．ＫｅｙＧｅｎアルゴリズム：（ルート及び中間レベル）ＰＫＧは、ＫｅｙＧｅｎ（ＩＢＣ－ＫＩＤｉ，Ｌ，ＧＳＰ，ＩＤｊ，Ｌ＋１）→ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１を実行し、入力として現在のレベルのアイデンティティＩＤｉ，Ｌ及び下位レベルのアイデンティティＩＤｊ，Ｌ＋１に対応するレベルＬの秘密鍵ＩＢＣ－ＫＩＤｉ，Ｌを受け取り、ＩＤｊ，Ｌ＋１に対応する下位レベル（Ｌ＋１）の秘密鍵ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＋１を出力する。ルートＰＫＧの場合に、ＩＢＣ－ＫＩＤｊ，Ｌ＝ｍｓｋである。
【0106】
マルチレベルの階層的な車両通信アクセスフレームワークの例として、このフレームワークは、信頼できる第三者が運用するＰＫＧ、車両内に存在する装置、ＯＥＭが運用する処理システム、第三者のプロバイダーが運用する処理システムを含む。信頼できる第三者が運用するＰＫＧは、レベル０からレベル（ｎ－２）の間に配置される一方、車両内に存在する装置、ＯＥＭが運用する処理システム、及び第三者のプロバイダーが運用する処理システムは、レベル（ｎ－１）に配置される。（レベル０の）ルートＰＫＧは、セットアップアルゴリズムを実行してマスターシークレット鍵（ＭＳＫ：master secret key）を生成し、グローバルシステムパラメータ（ＧＳＰ：global
system parameter）を計算し、そして次のレベルのＰＫＧ（レベル１）のＩＢＣ秘密鍵を生成する。レベル１からレベル（ｎ－３）まで、これらのレベルのＰＫＧは、次の下位レベルのＰＫＧ（レベル（Ｌ＋１））のための次のレベルのＩＢＣ秘密鍵を生成し、ここでＬは現在のレベルを指す。これは、レベル（ｎ－２）のＰＫＧがＩＢＣ秘密鍵を取得するまで繰り返され、ここでｎは、システム内のレベルの数を指す。ＰＫＧは信頼できる第三者が運用しているため、ＩＢＣ秘密鍵を生成して下位レベルのＰＫＧに送信するときに、ＰＫＧ同士の間で安全な通信チャネルを確立する必要がない場合がある。それにもかかわらず、当業者は、上位及び下位ＰＫＧの間の接続が保護されない場合があり、そのような状況下では安全な通信チャネルが必要になる場合があることを認識するだろう。
system parameter）を計算し、そして次のレベルのＰＫＧ（レベル１）のＩＢＣ秘密鍵を生成する。レベル１からレベル（ｎ－３）まで、これらのレベルのＰＫＧは、次の下位レベルのＰＫＧ（レベル（Ｌ＋１））のための次のレベルのＩＢＣ秘密鍵を生成し、ここでＬは現在のレベルを指す。これは、レベル（ｎ－２）のＰＫＧがＩＢＣ秘密鍵を取得するまで繰り返され、ここでｎは、システム内のレベルの数を指す。ＰＫＧは信頼できる第三者が運用しているため、ＩＢＣ秘密鍵を生成して下位レベルのＰＫＧに送信するときに、ＰＫＧ同士の間で安全な通信チャネルを確立する必要がない場合がある。それにもかかわらず、当業者は、上位及び下位ＰＫＧの間の接続が保護されない場合があり、そのような状況下では安全な通信チャネルが必要になる場合があることを認識するだろう。
【0107】
レベル（ｎ－２）のＰＫＧの場合に、上記の図２を参照して説明したＩＢＣ鍵配布の最初の４つのステップは、自動車内に存在する装置とレベル（ｎ－２）のＰＫＧとの間で実行される。あるいはまた、長距離通信手段が有効にされていない場合に、自動車内に存在する装置は、ＮＦＣ等のその短距離通信手段を使用することができる。この場合に、最初の４つのステップは、自動車の所有者のモバイル装置とＰＫＧとの間で実行されるだろう。モバイル装置がＩＢＣ秘密鍵を取得した後に、モバイル装置は、上述したように、車両内に存在する装置にＩＢＣ秘密鍵を送信するだろう。
【0108】
図６は、レベル０及びレベル１がＰＫＧであり、レベル２が運転サービス及び公共サービス等のエンドユーザである３つのレベルのシステムを示している。
【0109】
第３の実施形態は、階層的なＰＫＧが使用される第１及び第２の実施形態の変形を提示する。実際には、１つのＰＫＧだけでは、人口の多い国にサービスを提供するには不十分な場合がある。そのため、階層的なＰＫＧが、典型的に、負荷を分散するために実装される。例えば、レベル０のＰＫＧは、ＩＢＣ秘密鍵を生成してレベル１のＰＫＧに発行する国レベルのＰＫＧであり得、レベル１のＰＫＧは、ＩＢＣ秘密鍵を生成してレベル２のＰＫＧに発行する州レベルのＰＫＧであり得、レベル２のＰＫＧは、ＩＢＣ秘密鍵を生成してレベル３のエンドユーザに発行する都市レベルのＰＫＧであり得る。
【0110】
第４の実施形態は、車外通信のための暗号化セットアップの違いを伴う第１及び第２の実施形態の変形を提示する。この実施形態は、開放環境のエンティティがＩＢＣとＰＫＩとの両方を使用するときに適用される。例えば、ＩＢＣが車両と安全に通信するために実装されるのに対して、開放環境ではＰＫＩが他のエンティティと安全に通信するために実装される。その場合に、ＰＫＩも使用するエンティティは、車両との通信のためにＰＫＧから秘密鍵を取得することに加えて、ＰＫＩベースの公開鍵及び秘密鍵を計算／取得し、ＣＡから証明書を取得できる。
【0111】
第５の実施形態は、車外通信のための暗号化セットアップの違いを伴う第４の実施形態の変形を提示する。この実施形態は、閉鎖環境がＩＢＣを使用するのに対して開放環境がＰＫＩを使用するときに適用される。その場合に、車両は、ＰＫＩベースの公開鍵及び秘密鍵を計算／取得し、ＣＡが設定した従来のステップに従って開放環境で通信するためにＣＡから証明書を取得するのに対して、その車両は、上述した以前の実施形態１及び２のステップに従って閉鎖環境で通信するためにＰＫＧから秘密鍵を取得する。
【0112】
本開示は、その環境でＩＢＣを設定し、車外通信を保護するために使用される、ＰＫＧから車両のＩＢＣ秘密鍵を取得するための安全な車両通信に適用できる。ＩＢＣ秘密鍵を取得した後に、車両は、そのＩＢＣ秘密鍵を使用し、対応するＩＢＣ暗号プリミティブを使用して外部通信を保護でき、対応するＩＢＣ暗号プリミティブは、認証のためのアイデンティティベースの署名（ＩＢＳ：Identity Based Signature）、暗号化のためのアイデンティティベースの暗号化（ＩＢＥ：Identity Based Encryption）、又は認証と暗号化との両方のための認証付きアイデンティティベースの暗号化（ＡＩＢＥ：Authenticated Identity Based Encryption）であり得る。鍵の管理は、本開示の範囲を超えている。さらに、ＩＢＣ－Ｋの使用はアプリケーション固有であり、これも本開示の範囲を超えている。
【0113】
上記は、車両通信アクセスフレームワークの方法及びシステムの実施形態の説明であり、このフレームワークは、ＩＤ及び鍵を生成し、自動車内に存在する装置、政府機関又はＯＥＭ（original equipment manufacturer）等の信頼できる機関の間にＩＤ及び鍵を配布して、自動車が開放環境及び閉鎖環境でシステムと通信できるようにする。以下の特許請求の範囲に記載されるように、当業者が本開示に基づいて本発明を侵害する代替の方法及びシステムを設計することができ、また設計することが予測できる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】