特許 7343740 一方向のキーフォブ及び車両ペアリング認証、保持、及び無効化

(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】2023-09-05

(45)【発行日】2023-09-13

(54)【発明の名称】一方向のキーフォブ及び車両ペアリング認証、保持、及び無効化

(51)【国際特許分類】

   G09C 1/00 20060101AFI20230906BHJP

   G06F 21/44 20130101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

G09C1/00 660F

G06F21/44

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019200474

(22)【出願日】2019-11-05

(62)【分割の表示】P 2018110814の分割

【原出願日】2013-08-30

(65)【公開番号】P2020030425

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2019-11-06

【審判番号】

【審判請求日】2022-07-25

(31)【優先権主張番号】61/695,155

(32)【優先日】2012-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】13/969,133

(32)【優先日】2013-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】507107291

【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】230129078

【弁護士】

【氏名又は名称】佐藤 仁

(72)【発明者】

【氏名】ジンメン ホウ

【合議体】

【審判長】吉田 美彦

【審判官】林 毅

【審判官】中村 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１９３５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７９８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－４７８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G09C1/00

G06F21/44

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
メッセージを送信する第１のデバイスであって、
第１のカウンタ値と第１の動作鍵とをストアする第１のメモリであって、前記第１のカウンタ値が第１の複数のビットであって前記メッセージが送信される毎に１つインクリメントされる、前記第１のメモリと、
暗号化された第１のカウンタ値を生成するために前記第１のデバイスに関連付けられる前記第１の動作鍵を用いて前記第１のカウンタ値を暗号化する第１のプロセッサであって、前記暗号化された第１のカウンタ値が前記第１の複数のビットのみを暗号化することによって生成される第２の複数のビットである、前記第１のプロセッサと、
前記暗号化された第１のカウンタ値の所定のビットと、暗号化されていない前記第１のカウンタ値の選ばれた複数の下位ビットと、コマンドを示すコマンドデータフィールドとを含む前記メッセージを送信するトランスミッタであって、前記暗号化されていない前記第１のカウンタ値の選ばれた複数の下位ビットが前記第１の複数のビットの全てよりも少ない、前記トランスミッタと、
を含む、前記第１のデバイスと、
前記メッセージを受信する第２のデバイスであって、
前記第１のデバイスにより送信される前記メッセージを受信するレシーバと、
１つ又はそれ以上の動作鍵と第２のカウンタ値とをストアする第２のメモリであって、前記ストアされた１つ又はそれ以上の動作鍵が少なくとも前記第１の動作鍵を含み、前記第２のカウンタ値が第３の複数のビットであって受信された前記メッセージに基づいてインクリメントされる、前記第２のメモリと、
受信された前記第１のカウンタ値の複数の下位ビットに基づいて前記第２のカウンタ値の対応する複数の下位ビットを更新し、前記受信された複数の下位ビットの値が前記対応する複数の下位ビットの値よりも大きくないときに前記対応する複数の下位ビット以外の前記第３の複数のビットのビットにより示される値を１つインクリメントし、前記第１の動作鍵を用いて前記更新された第２のカウンタ値を暗号化し、前記暗号化された第１のカウンタ値の前記所定のビットを前記暗号化された第２のカウンタ値の対応するビットと比較する第２のプロセッサであって、前記第２のデバイスに、前記暗号化された第１のカウンタ値の前記所定のビットが前記暗号化された第２のカウンタ値の前記対応するビットと合致するときに前記コマンドデータフィールドによって示される前記コマンドを実行させる、前記第２のプロセッサと、
を含む、前記第２のデバイスと、
を含む、システム。

【請求項2】

請求項１に記載のシステムであって、
前記コマンドが無効化コマンドであり、
前記第２のプロセッサが前記無効化コマンドに応答して前記第２のデバイスに無効化プロセスを行わせるときに、
前記第２のデバイスが、
前記無効化プロセスの間に前記第２のデバイスにより受信されるメッセージに関連付けられる前記１つ又はそれ以上の動作鍵の少なくともどれかに基づいて、前記第２のメモリに保持するための前記第２のメモリにストアされた前記１つ又はそれ以上の動作鍵のどれかを選択し、
前記第２のメモリに前記選択された動作鍵を保持し、
前記第２のメモリから選択されていない動作鍵を削除する、システム。

【請求項3】

請求項２に記載のシステムであって、
前記第２のデバイスが、前記無効化プロセスを実行する前に前記レシーバにより受信された最後のメッセージに関連付けられる前記動作鍵を付加的に選択する、システム。

【請求項4】

請求項２に記載のシステムであって、
メッセージを送信する第３のデバイスを更に含み、
前記選択されていない動作鍵が前記第３のデバイスに関連付けられる第２の動作鍵を含み、
前記無効化プロセスの後に前記第２のデバイスが前記第３のデバイスにより送信される前記メッセージにおけるコマンドに応答しない、システム。

【請求項5】

請求項４に記載のシステムであって、
前記第１及び第３のデバイスがキーフォブデバイスであり、前記第２のデバイスが車両制御ユニットデバイスである、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、概して、セキュリティに向けられ、更に具体的には、キーフォブ車両動作鍵の認証、保持、及び無効化のための方法に向けられる。

【背景技術】

【0002】

キーフォブは、車両ドアの開／閉及びロック／ロック解除などの周知のアクションを行うために、車両制御ユニットなどの制御ユニットとペアリングされ得る。キーフォブは、送信のみが可能であり得、これは、双方向通信ができないことに起因してキーフォブにより送られるコマンドを認証するために制御ユニットから送られるチャレンジメッセージを介して利用可能な承認プロセスを制限する。制御ユニットは、受け取ったコマンドの正当性を認証すること、及び、有効キーフォブからの以前の伝送の再生を含み、承認されていないコマンドをリジェクトすることが可能である必要がある。

【0003】

時折、キーフォブが失われることがあり、又はキーフォブの持ち主が制御ユニットにアクセスすることが承認されなくなる可能性がある。この状況において、どのキーフォブがまだ有効であり、どれが無視されるべきかを、制御ユニットに識別させるプロセスがあるはずである。

【発明の概要】

【0004】

説明される実施例は、制御ユニット認証、保持、及び無効化に対するキーフォブのための方法を提供する。初期ペアリングの後、キーフォブと車両制御ユニットは、秘密の動作鍵（ＯｐＫｅｙ）を共有する。認証では、キーフォブは識別子を送り、識別子は１２８ビットカウンタの８最下位（ｌｏｗｅｓｔ－ｏｒｄｅｒ）ビット、及び制御ユニットに対するカウンタのＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値の幾つかのビットであり得る。

【0005】

１つ又は複数のキーフォブが車両制御ユニットなどの制御ユニットとペアリングされた後、各キーフォブは、制御ユニットと秘密裏に共有されるそれ自体のＯｐＫｅｙを有する。キーフォブは、制御ユニットが車両ドアのロック解除／ロック又は開／閉などの所定のアクションをとるため、共有されたＯｐＫｅｙの所有を制御ユニットに認証する必要がある。本発明は、送信可能であるが受信不能のキーフォブを介する場合でもこの問題を解決する。また、本明細書に記載される実施例は、第三者が、以前に送信されたメッセージを再生することにより真正のキーフォブに成りすますことを防止する。また、キーフォブがなくなった後、そのＯｐＫｅｙが無効化され得る一方、残りの又は新たなキーフォブのＯｐＫｅｙが保持され得る。

【0006】

ＯｐＫｅｙ無効化及び保持では、残りの又は新たなキーフォブが、認証メッセージを制御ユニットに送るように真正の制御ユニットユーザーによりプロンプトされる。制御ユニットはその後、ＯｐＫｅｙ保持及び無効化モードに入るようにプロンプトされる。続いて、残りの又は新たなキーフォブの各々が、認証メッセージを制御ユニットに送るようにユーザーによりプロンプトされる。制御ユニットは最終的に、ＯｐＫｅｙ保持及び無効化モードを出るようにプロンプトされ、それぞれ、ＯｐＫｅｙ保持及び無効化モードに入る直前及びその間に制御ユニットが有効認証メッセージを受け取ったキーフォブのＯｐＫｅｙのみを保持する。

【0007】

このように本発明を一般的な用語で説明したので、ここで添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】キーフォブ及び制御ユニットの通常オペレーションを図示する。

【0009】

【図2】一実施例においてキーフォブをディアクティベートするために用いることができる、キーフォブ保持及び無効化プロセスを図示する。

【0010】

【図3】一実施例に従ったＯｐＫｅｙ認証を用いるキーフォブ及び制御ユニットの通常オペレーションを図示するフローチャートである。

【0011】

【図4】ＯｐＫｅｙの保持及び無効化のためのプロセスを図示するフローチャートである。

【0012】

【図5】一実施例に従った例示のキーフォブのブロック図である。

【0013】

【図6】一実施例に従った例示の制御ユニットのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

これ以降では、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形式において具現化され得、本明細書に記載の実施例に限定されると理解すべきではない。そうではなく、これらの実施例は、本開示が、行き届き、包括的であるように、そして、本発明の範囲が当業者に完全に理解されるように提供される。当業者であれば、本発明の種々の実施例を用いることが可能であり得る。

【0015】

実施例は、送信可能であるが受信不能であるキーフォブに、秘密のＯｐＫｅｙのその所有を車両制御ユニットに認証させ得、一方で、第三者が、認証のためにキーフォブにより制御ユニットへ以前送られたメッセージを再生することによって真正のキーフォブに成りすますことを防止する。また、本発明により、真正の車両ユーザーは、失われた又は期限満了したキーフォブのＯｐＫｅｙを無効化し得るが、各残りの有効キーフォブのＯｐＫｅｙを保持し得る。

【0016】

図１は、キーフォブ１０１及び制御ユニット１０２の通常オペレーションを図示する。初期ペアリングの後、キーフォブ１０１及び制御ユニット１０２は、秘密のＯｐＫｅｙを共有する。例えば、キーフォブ１０１及び制御ユニット１０２は、２０１３年８月１６日出願の同時係属中の米国特許出願、出願番号第１３／９６９，１５４号、発明の名称「一方向キーフォブ及び車両ペアリング」に開示されたシステム及び方法を用いてペアリングされ得、当該出願の開示は、全体として参照のためこの出願に組み込まれている。

【文献】米国特許出願番号第１３／９６９，１５４号

【0017】

キーフォブ１０１及び制御ユニット１０２双方の間で共有されるＯｐＫｅｙに加えて、いずれのデバイスも１２８ビットカウンタ１０３、１０４を有する。他の実施例において、異なるサイズのカウンタが用いられ得る。通常オペレーションにおいて、キーフォブ１０１は、カウンタ１０３のＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値をつくる。キーフォブ１０１はその後、１２８ビットカウンタ１０３の８最下位ビット、及びカウンタ１０３のＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値の幾つかの所定のビットを制御ユニット１０２に送信する（１０５）。キーフォブは、各伝送の後そのカウンタ値を１増分し、１などの初期カウンタ値から開始する。メッセージ１０５自体の送信は、車両ドアのロック解除／ロックなど、キーフォブ１０１からのコマンドを表し得る。代替として、個別のコマンドデータフィールドが、キーフォブ１０１からの所望のコマンドを識別するためメッセージ１０５に含まれ得る。

【0018】

メッセージ１０５を受信すると、制御ユニット１０２は、１２８ビットカウンタ１０４の８最下位ビットを設定するためキーフォブ１０１から受け取った８カウンタビットを用い、受け取った８ビットの値がカウンタ１０４の８最下位ビットの値より大きくない場合、カウンタ１０４の残りのビットの値を１増分する。また、制御ユニット１０２は、カウンタ１０４のＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値をつくる。制御ユニット１０２はその後、カウンタ１０４のそのＯｐＫｅｙ暗号化された値からの所定のビットを、カウンタ１０３のＯｐＫｅｙ暗号化された値を表すビットと比較する。制御ユニット１０２は、これらのビットが合致する場合、メッセージ１０５を及びそのためＯｐＫｅｙを認証する。

【0019】

認証が失敗した場合、制御ユニット１０２は、カウンタ１０４をその変化の前の値に回復させる。

【0020】

承認されていない又は偽のキーフォブ１０６が、ペアリングされることなくメッセージ１０７を制御ユニット１０２に送ろうと試みる場合、制御ユニット１０２はそのメッセージ１０７をリジェクトする。偽のキーフォブ１０６は、制御ユニット１０２のための有効ＯｐＫｅｙを有さない。また、偽のキーフォブ１０６は、有効メッセージのために用いる制御ユニット１０２のための適切なカウンタ値を知らない。

【0021】

図２は、一実施例においてキーフォブをディアクティベートするために用いることができるキーフォブ保持及び無効化プロセスを図示する。この例では、３つのキーフォブ２０１～２０３が同じ制御ユニット２０４とペアリングされる。各ペアリングされたキーフォブ２０１～２０３は、制御ユニット２０４と共有される固有の秘密のＯｐＫｅｙ（ＯｐＫｅｙ１、ＯｐＫｅｙ２、ＯｐＫｅｙ３）を有する。また、各キーフォブ２０１～２０３は、それ自体のカウンタ２０５～２０７を有する。制御ユニット２０４は、各キーフォブ２０１～２０３に対し個別のカウンタ２０８～２１０を維持する。

【0022】

キーフォブ２０３が失われたとき又は無効化される必要があるとき、ユーザーが下記工程を行い得る。第１に、ユーザーは、ＯｐＫｅｙ無効化モードに入るように制御ユニット２０４をプロンプトする。ＯｐＫｅｙ無効化モードは、残りのキーフォブ２０１、２０２からのメッセージにより、又は／及び制御ユニット２０４への何らかの他の入力により、トリガされ得る。

【0023】

制御ユニット２０４がＯｐＫｅｙ無効化モードにある一方で、ユーザーは、各残りのキーフォブ２０１、２０２が制御ユニット２０４と通常オペレーションを行うようにプロンプトする。例えば、各キーフォブ２０１、２０２は、そのＯｐＫｅｙから導出されるメッセージ１０５（図１）などのメッセージを制御ユニット２０４に送る。各残りのキーフォブ２０１、２０２がそのメッセージを送ったか又は制御ユニット２０４とオペレーションを行った後、ユーザーは、ＯｐＫｅｙ保持モードを出るように制御ユニットをプロンプトする。キーフォブ２０３は、失われたか又はもはや承認されないため、無効化モードの間メッセージを送らない。

【0024】

制御ユニット２０４は、無効化モードを出る前に受け取ったＯｐＫｅｙのみを保持する。一実施例において、制御ユニット２０４は、無効化モードに入る前に受け取った最後のＯｐＫｅｙ、及び無効化モードの間受け取った全てのＯｐＫｅｙを保持する。他の実施例において、制御ユニット２０４は、無効化モードの間受け取ったＯｐＫｅｙのみを保持する。全ての他のＯｐＫｅｙ（例えば、ＯｐＫｅｙ３）は制御ユニット２０４により削除される。これにより、失くした又は承認されていないキーフォブが、無効化手順の後制御ユニット２０４と動作しないようにされる。

【0025】

図３は、ＯｐＫｅｙ認証を用いるキーフォブ及び制御ユニットの通常オペレーションのためのプロセスを図示するフローチャートである。ステップ３０１において、キーフォブは、１２８ビットカウンタの８最下位ビットを読む。ステップ３０２において、キーフォブは、キーフォブカウンタのＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値を生成する。ステップ３０３において、キーフォブカウンタの８最下位ビット及びＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値からの幾つかの選択されたビットが制御ユニットに送られる。この情報は、キーフォブによる特定のコマンド又はリクエストに関連付けられ得る。

【0026】

ステップ３０４において、制御ユニットは、キーフォブから受け取った８最下位ビットに基づいて制御ユニットカウンタを更新する。一実施例に従って、この更新は、制御ユニットカウンタの８最下位ビットを、キーフォブカウンタの受け取った８最下位ビットに設定することにより、及び、キーフォブカウンタの受け取ったビットの値が制御ユニットカウンタの対応するビットの値より大きくない場合に制御ユニットカウンタの残りのビットの値を１増分することにより成される。ステップ３０５において、制御ユニットは、更新された制御ユニットカウンタのＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値を生成する。制御ユニットは、制御ユニットカウンタのＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値の選択されたビットを、キーフォブから受け取ったキーフォブカウンタのＡＥＳ‐１２８、ＯｐＫｅｙ暗号化された値の選択されたビットと比較する。

【0027】

選択されたビットが合致する場合、これは、両方のデバイスが同じＯｐＫｅｙ及びカウンタ値を用いたことを示しており、制御ユニットは、キーフォブからのコマンド又はリクエストを認証する。

【0028】

図４は、ＯｐＫｅｙの保持及び無効化のためのプロセスを図示するフローチャートである。ステップ４０１において、残りの（即ち、失われていない）又は新たなキーフォブが通常オペレーションを完了した直後、ユーザーは、ＯｐＫｅｙ無効化モードに入るように制御ユニットをプロンプトする。ユーザーはその後、制御ユニットと通常オペレーションを行うように各残りの又は許可されたキーフォブをプロンプトする。通常オペレーションは、図１及び図３に図示するような送信、又はキーフォブにＯｐＫｅｙ暗号化された値を制御ユニットに送らせ得る任意のオペレーションに関与し得る。

【0029】

ステップ４０３において、ユーザーは、残りの全ての又は許可されたキーフォブが通常オペレーションを完了した後、ＯｐＫｅｙ無効化モードを出るように制御ユニットをプロンプトする。例えば、ユーザーは、無効化モードを出るように「終了」ボタンをアクティブにし得、又は無効化モードは、一連の時間期間後終了し得る。

【0030】

ステップ４０４において、制御ユニットは、ＯｐＫｅｙ無効化モードに入る前に動作した最後のキーフォブに関連付けられるＯｐＫｅｙと、無効化モードが終了する前に用いられたキーフォブに関連付けられる任意のＯｐＫｅｙとを除く全てのＯｐＫｅｙを削除する。失くした又は許可されていないキーフォブは、この短い無効化モード時間期間の間動作しない可能性が高いため、失くした又は許可されていないデバイスのためのＯｐＫｅｙは、制御ユニットから削除され得る。その結果、失くした及び許可されていないデバイスは、もはや制御ユニットとペアリングされず、コマンドを制御ユニットに送るためにもはや用いられ得ない。別の実施例において、無効化モードの間動作するキーフォブに関連付けられるＯｐＫｅｙのみが保持され、無効化モード期間の間オペレーションを実施しない全ての他のＯｐＫｅｙが削除される。

【0031】

図５及び図６は、それぞれ、例示のキーフォブ５００及び制御ユニット６００のブロック図である。キーフォブ４００及び制御ユニット６００は各々、プロセッサ５０１、６０１、メモリ５０２、６０２、及びトランシーバ６０３又はトランスミッタ５０３を含む。デバイスのプロセッサ５０１、６０１は、カウンタを維持及び更新すること、ＯｐＫｅｙ暗号化された値を生成すること、及び、ペアリングされたデバイスからのＯｐＫｅｙのみが用いられることを認証するためにこのような値を比較することなどの、通常オペレーションを行うために用いられ得る。これらのプロセッサは、標準的なＣＰＵ、マイクロコントローラ、低電力デジタルシグナルプロセッサなどであり得、短時間に複雑な演算を実行することが可能であり得る。

【0032】

デバイスのメモリ５０２、６０２は、ＯｐＫｅｙ、カウンタ値、暗号化された値、及び、キーフォブと制御ユニットとの間で交換される他のビットをストアするために用いられ得る。メモリは、フラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性ストレージデバイスであり得る。

【0033】

キーフォブトランスミッタ５０３及び制御ユニットトランシーバ６０３は、有線（図示せず）、ワイヤレス、又はその両方が可能であり得る。トランシーバ及びトランスミッタは、カウンタ値、ＯｐＫｅｙ暗号化されたデータ、及び、通常オペレーションの間及び無効化モードの間の他のビットを通信するためにデバイスにより用いられ得る。キーフォブにより、車両の又は他のデバイスの遠隔エントリ及び制御が可能となり、それらの伝送のために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＦ、又はＵＨＦなどのワイヤレス技術を用い得る。キーフォブトランスミッタ５０３は、制御ユニット６００からの信号を送信のみ可能であり、受信はしない。

【0034】

当業者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び多くの他の実施例が可能であることが分かるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】