特許 7559216 固有の証明書を車両に安全に備えるための方法

(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】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】固有の証明書を車両に安全に備えるための方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 9/32 20060101AFI20240924BHJP

   H04L 9/08 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

H04L9/32 200D

H04L9/08 F

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023507363

(86)(22)【出願日】2021-07-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-28

(86)【国際出願番号】 EP2021068938

(87)【国際公開番号】W WO2022028806

(87)【国際公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-02-27

(31)【優先権主張番号】102020004832.3

(32)【優先日】2020-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】メルセデス・ベンツ グループ アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓ－Ｂｅｎｚ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １２０，７０３７２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100090583

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 清

(74)【代理人】

【識別番号】100098110

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 みどり

(72)【発明者】

【氏名】アルベルト・ヘルト

(72)【発明者】

【氏名】ビクトル・フリーゼン

(72)【発明者】

【氏名】ダーニエル・メイドリンガー

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・デットリンク

【審査官】中里 裕正

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３４１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１７２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１６４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００９５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１１３５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】YUSHEV, A. and SIKORA, A.，The overview of Public Key Infrastructure based security approaches for vehicular communications，2nd Baden-Wrttemberg Center of Applied Research Symposium on Information and Communication Systems (SInCom 2015)，[online]，2015年11月13日，pp.30-35，<URL:https://opus.hs-offenburg.de/frontdoor/index/index/docId/1783 1/>，[2024年4月16日検索]

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ９／３２

Ｈ０４Ｌ ９／０８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固有の証明書を車両に安全に備えるための方法であって、前記車両が、少なくとも１つの制御装置と、必要に応じて前記少なくとも１つの制御装置と車両外部のサーバーとの間に接続を確立するように設定された通信ユニットと、を有し、両者が安全な認証のための非対称暗号化メカニズムを実装している、前記方法において、
車両認証局（ＦＣＡ）が確立され、前記車両認証局（ＦＣＡ）は、前記車両認証局（ＦＣＡ）の非対称鍵ペア（FzgRootPub、FzgRootPriv）に基づいて、車両公開鍵基盤（ＰＫＩ）を持ち、
前記車両認証局（ＦＣＡ）の前記鍵ペア（FzgRootPub、FzgRootPriv）の前記秘密鍵（FzgRootPriv）が、前記車両認証局（ＦＣＡ）に残り、前記車両認証局（ＦＣＡ）の前記鍵ペア（FzgRootPub、FzgRootPriv）の前記公開鍵（FzgRootPub）が、それを必要とする参加者に配布され、
制御装置認証局（ＧＣＡ）が確立され、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）は、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の非対称鍵ペア（GerRootPub、GerRootPriv）に基づいて、制御装置公開鍵基盤（ＰＫＩ）を持ち、
前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の前記鍵ペア（GerRootPub、GerRootPriv）の前記秘密鍵（GerRootPriv）が、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）に残り、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の前記鍵ペア（GerRootPub、GerRootPriv）の前記公開鍵（GerRootPub）が、それを必要とする参加者に配布され、
前記制御装置のための制御装置固有の鍵ペア（GerIndPub、GerIndPriv）が生成され、前記制御装置のＩＤ（GerID）とその公開鍵（GerIndPub）が前記制御装置認証局（ＧＣＡ）に送信されることによって、前記制御装置は初期暗号資料を備え、
その後、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）で、前記送信されたデータ（GerID、GerIndPub）に対し、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の前記秘密鍵（GerRootPriv）を用いて、制御装置固有の証明書（GerIndCert）が生成され、
その後、前記制御装置固有の証明書（GerIndCert）が、前記制御装置に返送され、前記制御装置に導入されて、不正操作できないように保存され、
前記車両認証局（ＦＣＡ）の前記公開鍵（FzgRootPub）が、前記制御装置に不正操作できないように保存されること、及び
最初の又は新しい証明書の要求のために、
前記制御装置が、前記制御装置が取り付けられている前記車両のＩＤ（FzgID）を決定し、
前記制御装置の安全な環境で固有の車両証明書のための車両固有の鍵ペア（FzgIndPub、FzgIndPriv）が生成され、前記車両固有の秘密鍵（FzgIndPriv）が、前記安全な環境に残り、
その後、少なくとも前記車両の前記ＩＤ（FzgID）と前記車両固有の公開鍵とのための証明書署名要求（ＣＳＲ）が作成され、
その後、前記証明書署名要求（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub））が前記制御装置の前記制御装置固有の秘密鍵（GerIndPriv）で署名されることによって、署名（Ｓｉｇｎ）が生成され、その後、そのようにして生成されたデータパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub）、Ｓｉｇｎ、GerIndCert（GerID、GerIndPub））が、前記車両外部のサーバーに送られ、
前記車両外部のサーバーが、前記データパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub）、Ｓｉｇｎ、GerIndCert（GerID、GerIndPub））を受け取り、そこに保存されている前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の前記公開鍵（GerRootPub）を用いて、前記制御装置固有の証明書（GerIndCert）の正しさを検証し、
前記車両外部のサーバーが、前記証明書署名要求（ＣＳＲ）から前記車両の前記ＩＤ（FzgID）を抽出し、前記制御装置固有の証明書（GerIndCert）から前記制御装置の前記ＩＤ（GerID）を抽出し、これらのデータ（FzgID、GerID）の記録が保存されているかどうかチェックし、
これらのチェックのいずれかが失敗した場合には、プロセスが前記車両外部のサーバーによって中止され、
その後、前記車両外部のサーバー（３）が、いっしょに送られた前記制御装置固有の証明書（GerIndCert）に含まれる前記制御装置（２）の前記公開鍵（GerIndPub）を用いて、前記受け取ったデータパケットの前記署名（Ｓｉｇｎ）の正しさを検証し、
その後、そうでない場合には、前記車両外部のサーバーが、保護された伝送路を介して、前記車両の前記ＩＤ（FzgID）と前記車両固有の公開鍵（FzgIndPub）とのための前記証明書署名要求（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub））を前記車両認証局（ＦＣＡ）に送り、前記車両認証局（ＦＣＡ）が、前記車両の前記ＩＤ（FzgID）と前記車両固有の公開鍵（FzgIndPub）とのための前記証明書署名要求（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub））に基づいて、前記秘密鍵（FzgRootPriv）で署名した車両固有の証明書（FzgIndCert）を発行し、それを前記車両外部のサーバーに返送し、
その後、前記車両外部のサーバーが、前記車両固有の証明書（FzgIndCert）を、前記車両に取り付けられた前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、少なくとも、前記車両固有の証明書（FzgIndCert）の署名の正しさを前記公開鍵（FzgRootPub）で検証し、受け取った前記車両固有の証明書（FzgIndCert）が、送られた前記証明書署名要求（ＣＳＲ）に一致するかどうか、つまり、少なくとも、両データ構造において前記車両の前記ＩＤ（Fzg）と前記車両固有の公開鍵（FzgIndPub）とが一致するかどうか確認することによって、受け取った前記車両固有の証明書（FzgIndCert）を検証し、
その後、検証が肯定的であれば、前記車両固有の証明書（FzgIndCert）がローカルに保存される、
以上のステップが実行されることを特徴とする、前記方法。

【請求項2】

さらに、前記制御装置のタイプ（GerTyp）が、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）に送信されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記制御装置固有の証明書（GerIndCert）に、前記制御装置の前記ＩＤ（GerID）が、サブジェクトの一部として含まれ、前記制御装置のタイプ（GerTyp）が、追加フィールドとして含まれ、前記データ全体が、前記制御装置認証局（ＧＣＡ）の前記秘密鍵（GerRootPriv）で署名されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記制御装置の前記ＩＤ（GerID）に関連する前記車両の前記ＩＤ（FzgID）を決定するために、前記制御装置が前記車両に取り付けられる時に、前記車両の前記ＩＤ（FzgID）と、前記制御装置の前記ＩＤ（GerID）とからなるデータパケットが、偽造できないように記録され、次いで前記車両外部のサーバーに不正操作できないように送信され、前記車両外部のサーバーが、前記データパケット（FzgID、GerID）を不正操作できないように保存することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

さらに、前記制御装置のタイプ（GerTyp）が、前記データパケットに含まれることを特徴とする、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記制御装置固有の鍵ペア（GerIndPub、GerIndPriv）が、前記制御装置によって生成され、次いで前記制御装置固有の秘密鍵（GerIndPriv）が、安全に保存され、前記制御装置を離れないことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記車両固有の鍵ペア（FzgIndPub、FzgIndPriv）が、前記制御装置によって生成され、次いで前記車両固有の秘密鍵（FzgIndPriv）が、安全に保存され、前記制御装置を離れないことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記それぞれの固有の鍵ペア（GerIndPub、GerIndPriv、FzgIndPub、FzgIndPriv）が、前記制御装置によってハードウェアセキュリティーモジュール（ＨＳＭ）で生成され、及び／又は少なくともそこに安全に保存され、その後、前記それぞれの秘密鍵（GerIndPriv、FzgIndPriv）が、前記ハードウェアセキュリティーモジュールを離れないことを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記車両の製造時に、偽造防止された固有のデジタル車両フィンガープリント（FzgFA）が記録され、前記車両の前記ＩＤ（FzgID）と前記車両フィンガープリント（FzgFA）とを含むデータパケットが、前記車両外部のサーバーに不正操作できないように送信され、そこに不正操作できないように保存され、
前記証明書署名要求（ＣＳＲ）の作成時に、前記制御装置が、前記車両内の必要な情報を収集することによって、独自の制御装置固有の車両フィンガープリント（FzgFAGerSpez）を決定し、
その後、前記制御装置固有の車両フィンガープリント（FzgFAGerSpez）を含む前記データパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub）、FzgFAGerSpez）が前記制御装置固有の秘密鍵（GerIndPriv）で署名されることによって、前記署名（Ｓｉｇｎ）が生成され、
その後、そのようにして生成された、前記制御装置固有の車両フィンガープリント（FzgFAGerSpez）を含むように拡張されたデータパケットが、請求項６に記載の前記データパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub）、Ｓｉｇｎ、GerIndCert（GerID、GerIndPub））の代わりに、前記車両外部のサーバーに送信され、そこでさらに処理されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記証明書署名要求（ＣＳＲ）の作成時、前記車両固有の証明書（FzgIndCert）の作成時、前記証明書署名要求（ＣＳＲ）からのデータ抽出時、及び／又は、前記証明書署名要求（ＣＳＲ）若しくは前記署名された車両固有の証明書（FzgIndCert）のチェック時に、前記制御装置のタイプ（GerTyp）が考慮に入れられることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプリアンブルにより詳細に定義される様式にしたがった、固有の証明書を車両に安全に備えるための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現代の車両は、ネットワーク化が進んでいるのが特徴である。そこでは、車両は、ワールドワイドウェブ（World Wide Web）などのシステムに接続されるだけでなく、車両メーカー又はＯＥＭが運用するシステムやサーバー（例えば、メーカー独自のアプリケーションやメーカー独自のサーバー、これは車両バックエンド（Vehicle Backend）と呼ばれることも多い）にも接続されている。これらは、メーカーによって自身の車両群専用に開発、販売、運用される。これらはすべてまとめて、車両エコシステムとも呼ばれる。

【0003】

実際には、そのような車両エコシステム内の個々のシステム構成要素の間の多様な通信関係によって、多くの新しいインターフェースとアプリケーションが生まれ、これらはすべて、メカニズムやプロトコルなどの適切な暗号化方法によって保護しなければならない。この保護は、一方では、車両使用者のプライバシーを守る役割を果たし、他方では、データトラフィックへの外部からの侵入を防ぐ役割を果たす。データトラフィックは、特に車両の制御に関するデータの送信時に、ハッカーによって利用され、車両が攻撃されたり、重要な機能が操作されたりする可能性がある。

【0004】

そこでは、車両自体が車両外部のサーバー又はバックエンドと通信できないことは明らかである。実際には、バックエンドへの接続を確立したり、維持したりするのは、常に、車両に取り付けられた個々の制御装置である。しかしながら、バックエンドの観点からすると、バックエンドは主に車両全体を認識しているのであって、車両に取り付けられた個々の制御装置を認識しているのではない。したがって、バックエンドにとっては、正確にどの制御装置かは知っているが、それが属する車両を知らないということよりも、バックエンドが通信している制御装置がどの車両に取り付けられているかを確実に知ることが重要である。

【0005】

２つの標準的な方法（TLS、IPSec）は、非対称暗号方式、特に非対称秘密鍵と、それに関連する公開鍵に対して中央の信頼できる認証局（Certificate Authority （ＣＡ））が発行した証明書と、に基づいている。そこでは、車両とバックエンドの間の安全な通信のために、以下の要件が重要である。
・車両又は車両の制御装置によって使用される証明書は、固有でなければならない、つまり、各車両は、少なくとも１つの自身の固有の秘密鍵を持たなければならない。
・それに関連する証明書は、車両エコシステム内で信頼できる中央の認証局（ＣＡ）によって、固有の車両ＩＤ（例えば、車両識別番号（ＶＩＮ: vehicle identification number）、これは車台番号とも呼ばれる）に対して発行されなければならない。

【0006】

理想的には、この秘密鍵は、証明書が属する車両にある制御装置の安全なハードウェア領域（例えば、ハードウェアセキュリティーモジュール／ＨＭＳ：Hardware Security Module）で、秘密鍵に関連する公開鍵とともに生成され，その制御装置のその領域を決して離れないようにすべきである。このようにして、秘密鍵が攻撃者によってほとんど特定できないようにすることができる。

【0007】

明らかな解決策は、この課題を、固有の秘密鍵を格納する制御装置の製造者に任せ、その制御装置の製造時にその制御装置で車両固有の鍵ペアを生成することである。その後、制御装置から公開鍵を読み出し、その証明書を作成することができる一方、秘密鍵は読み出すことができず、制御装置の全耐用期間にわたって制御装置に残る。しかし、この方法には２つの理由で問題がある。

【0008】

第１に、証明書が発行される車両のＩＤは、制御装置の製造時点ではまだわからない。その時点では、どの車両、つまりどのＩＤを持つ車両に、その制御装置が後でＯＥＭのもとで取り付けられるかわからないからである。第２に、制御装置は通常、ＯＥＭ以外の会社によって製造される。しかしながら、車両とＯＥＭ独自のバックエンド又はＯＥＭ独自の車両エコシステムの他の参加者との間の通信を保護するための車両固有の証明書は、制御装置の製造者ではなく、ＯＥＭ自身によって発行されるべきである。これは、制御装置の製造者による不適切な証明書の発行の可能性を排除したりするためである。理論的には、制御装置の製造者の生産ラインにＯＥＭ独自の認証局（ＣＡ）を安全に接続することも確かに可能であるが、これはコストのかかる解決策である。

【0009】

出願人の特許文献１では、デジタル証明書を使用する、公的にアクセス可能なネットワークを介した、車両の制御装置を備えた使用者デバイスと、それから遠く離れたところにあるバックエンドとの間の安全な通信を可能にする方法を提供している。同方法は、そこで、バックエンドによって非特定の証明書を生成するステップと、非特定の証明書を制御装置に送信するステップと、さらに非特定の証明書を制御装置で受信して保存するステップと、非特定の証明書を識別子として使用して制御装置とバックエンドの初期接続を確立するステップと、を含む。初期接続は、識別子がその非特定の証明書である場合にのみ、バックエンドによって受け入れられる。最後に、バックエンドによって車両の識別情報が要求され、制御装置からバックエンドに送り返される。そして、バックエンドは、識別情報を用いて特定の証明書を生成し、これを制御装置に送信する。特定の証明書はそこで受信され、保存される。その後、暗号化された作業接続を確立することができる。

【0010】

ここにおいて、特許文献１で示された方法には、いくつかの原理上の欠点がある。第１に、認証局によって、固有の車両証明書が生成されるだけでなく、証明書が発行される車両固有の鍵ペアも発行される。これには特に、車両固有の秘密鍵も含まれる。このようにして、まず、車両固有の秘密鍵は、それを使用する制御装置又は車両が使用できるだけでなく、少なくともさらにそれを生成する認証局にも知られている。第２に、この鍵は、証明書とともに、発行元の認証局によって比較的安全でない接続を介して車両に送信されなければならない。これは、その時点でまだ車両が安全な固有の証明書を持っていないからである。さらに、認証局は、認証局が新しく作成された車両固有の証明書、そして特に保護する価値のある秘密鍵を、実際に正しいＩＤを持つ車両に送っていることを決して確認することができない。それどころか、このＩＤを偽っているだけの、承認されていない第三者が証明書の要求者又は受領者である可能性もある。その時点では、車両固有の証明書がまだ使用できず、要求者又は受領者はまだ安全に承認されないからである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】ＤＥ １０ ２００９ ００９ ３１０ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

したがって、本発明の課題は、請求項１のプリアンブルに記載の、固有の証明書を車両に安全に備えるための、前提条件及びプロセスをより安全にする、改良された方法を提供することである。

【0013】

本発明では、この課題を請求項１、ここでは特に請求項１の特徴部の特徴を有する方法によって解決する。その従属請求項では、本方法のさらなる有利な実施形態及び発展形態が示される。

【0014】

上記のように、車両固有の証明書、そして特に車両固有の鍵を格納する制御装置の製造時点では、車両のＩＤがまだわからず、車両のＩＤの証明書を発行することができない。そのため、本発明による方法では、その時点で制御装置のＩＤの証明書が発行される。そこでは、例えば、後で車両固有の証明書に関連する秘密鍵が安全に保存されるハードウェアセキュリティーモジュール（ＨＳＭ：hardware security module）を取り付けた制御装置の、固有で、偽造防止された（例えば、書き込みが禁止された）ＩＤの証明書とすることができる。

【0015】

これを可能にするために、本発明による方法では、車両と制御装置の両者に対し、それぞれ非対称鍵ペアに基づいて、それぞれの公開鍵基盤（ＰＫＩ：Public Key Infrastructure）を持つそれぞれの認証局（ＣＡ）を確立する。そこでは、認証局のそれぞれの秘密鍵はそれぞれの認証局に残り、公開鍵はそれらを必要とする参加者に配布される。ここには、例えば、バックエンドとして設計された車両外部のサーバーなどが属する。

【0016】

そして、制御装置は、特に制御装置の製造時に、制御装置のための制御装置固有の鍵ペアが生成され、制御装置のＩＤとその公開鍵が制御装置認証局に送信されることによって、初期暗号資料を備えることができる。その後、制御装置認証局では、送信されたデータに対し、制御装置認証局の秘密鍵を用いて、制御装置固有の証明書が生成され、これが制御装置に導入される。車両認証局の公開鍵は不正操作できないように制御装置に保存され、制御装置のＩＤに関連する車両ＩＤが決定されて、不正操作できないように保存される。このようにして、システムは、非常に安全であると同時に効率的に、証明書の要求及び発行への準備ができる。そのようにして、車両、又はより正確には、車両に取り付けられた一定の適切な制御装置は、車両ＩＤに対して発行された車両固有の証明書を安全に備えることができる。

【0017】

本発明による方法の非常に有利な実施形態によれば、制御装置のタイプも制御装置認証局に送信することができる。したがって、制御装置のＩＤから制御装置のタイプが導き出せない場合には、制御装置が属する制御装置のタイプ（例えば、head unit（ＨＵ）、telematic communication unit（ＴＣＵ）、rear seat unit（ＲＳＵ）など）を制御装置固有の証明書に追加することが勧められる。

【0018】

その有利な発展形態ではさらに、制御装置固有の証明書に制御装置のＩＤがサブジェクトの一部として含まれ、制御装置のタイプが証明書の追加フィールド、いわゆる証明書延長（certificate extension）に含まれる。このようにして、同じ車両に取り付けられた複数の制御装置に独自の車両固有の証明書を発行でき、これらの異なる車両固有の証明書を相手側が必要に応じて区別できるようにすることが可能になる。

【0019】

制御装置のＩＤに関連する車両ＩＤを決定するために、本発明による方法の非常に好ましい実施形態によれば、制御装置が車両に取り付けられる時に、車両のＩＤと制御装置のＩＤとからなるデータパケットが偽造できないように記録され、次いで車両外部のサーバーに不正操作できないように送信され、車両外部のサーバーは、データパケットを不正操作できないように保存する。本着想の有利な発展形態によれば、そこでは、データパケットは、さらに制御装置のタイプも含むことができる。

【0020】

そして、装置固有の秘密鍵と装置固有の証明書は、本発明による方法の極めて重要で有利な発展形態によれば、制御装置によって生成された車両固有の鍵ペアの一部として車両固有の公開鍵を含む証明書署名要求（ＣＳＲ：certificate signing request）を認証局に不正操作できないように送信して、認証局から車両固有の証明書を受け取るために、実行時に制御装置によって用いられることが可能であり、そこでは、車両固有の秘密鍵は、制御装置を決して離れる必要がない。

【0021】

そのために、制御装置は、詳細には、制御装置が取り付けられている車両のＩＤ（FzgID）を決定し、制御装置の安全な環境で固有の車両証明書のための車両固有の鍵ペアを生成することができる。車両固有の秘密鍵は、安全な環境に残る。少なくとも車両のＩＤと車両固有の公開鍵のための、さらに、非常に好ましい発展形態によれば、制御装置のタイプの、証明書署名要求（ＣＳＲ）が作成される。さらに、証明書署名要求が制御装置固有の秘密鍵で署名されることによって、署名が生成され、その後、そのようにして生成されたデータパケットが、制御装置固有の証明書とともに、車両外部のサーバーに送られる。車両外部のサーバーは、データパケットを受け取り、そこに保存されている制御装置認証局の公開鍵を用いて、受け取った制御装置固有の証明書の正しさを検証する。次いで、いっしょに送られた制御装置固有の証明書に含まれる制御装置の公開鍵を用いて、データパケットの署名の正しさが検証される。

【0022】

そして、車両外部のサーバーは、証明書署名要求から車両のＩＤを抽出し、制御装置固有の証明書から制御装置のＩＤを抽出し、さらに、有利な実施形態によれば、制御装置のタイプを抽出する。次いで、車両外部のサーバーは、このデータの記録が保存されているかどうかチェックし、これらのチェックのいずれかが失敗した場合には、プロセスは車両外部のサーバーによって中止される。そうでない場合には、車両外部のサーバーは、保護された伝送路を介して、車両のＩＤと車両固有の公開鍵とのための証明書署名要求を車両認証局に送り、車両認証局は、証明書署名要求に基づいて、その秘密鍵で署名した車両固有の証明書を発行し、それを車両外部のサーバーに返送する。

【0023】

そして、車両外部のサーバーは、この車両固有の証明書を、車両に取り付けられた制御装置に送信し、制御装置は、少なくとも、車両固有の証明書の署名の正しさを公開鍵で検証し、受け取った車両固有の証明書が、送られた証明書署名要求に一致するかどうか、つまり両データ構造において車両のＩＤと車両固有の公開鍵とが一致するかどうか確認することによって、受け取った車両固有の証明書を検証する。これで、検証が肯定的であれば、車両固有の証明書は、ローカルに保存される。このようにして、車両固有の証明書は、将来の通信に使用することができ、必要に応じてその都度、記された方法で更新することができる。

【0024】

つまり、車両固有の秘密鍵は制御装置内で生成され、決してそこを離れることがなく、これは、従来技術と比べると、まさに決定的な利点であり、セキュリティーの向上である。特に、車両固有の秘密鍵が、比較的安全でない通信路を介して車両外部のサーバー又はバックエンドから車両に送信される必要がない。本方法のこの実施形態で、証明書の申請者が実際に証明書が発行される車両であると、車両外部のサーバーが極めて確実に想定できることも、さらなる利点である。

【0025】

本発明による方法のこの変形の非常に好ましい実施形態では、制御装置固有及び／又は車両固有の鍵ペアが制御装置によって生成され、次いで制御装置固有及び／又は車両固有の秘密鍵が安全に保存され、制御装置を離れない。このようにして、特にこれを両鍵に対してそのように行うと、高い安全性が保証される。

【0026】

好ましくは、そこで、それぞれの固有の鍵ペアが制御装置によってハードウェアセキュリティーモジュール（ＨＳＭ）で生成される、及び／又は少なくともそこに安全に保存されるようにすること、そしてそれぞれの固有の鍵ペアがハードウェアセキュリティーモジュールを離れないようにすることもできる。これは、ここでも両鍵に対して適用するのが好ましいが、特に車両固有の秘密鍵にとって重要であり、特にセキュリティー上の利点がある。

【0027】

本発明による方法の極めて有利な発展形態ではさらに、車両の製造時に、偽造防止された固有のデジタル車両フィンガープリントが記録され、車両のＩＤと車両フィンガープリントを含むデータパケットが車両外部のサーバーに不正操作できないように送信され、そこに不正操作できないように保存される。証明書署名要求の作成時に、制御装置は、車両内の必要な情報を収集することによって、独自の制御装置固有の車両フィンガープリントを決定し、その後、制御装置固有の車両フィンガープリントを含むデータパケットが制御装置固有の秘密鍵で署名されることによって、署名が生成される。そして、そのようにして生成された、制御装置固有の車両フィンガープリントを含むように拡張されたデータパケットは、上記のデータパケットの代わりに、車両外部のサーバーに送信され、そこでさらに処理される。

【0028】

本発明による方法のさらなる有利な実施形態は、残りの従属請求項から生じ、以下で図面を参照しながらより詳細に記述される実施例によって明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】唯一の添付図は、本発明による方法を説明するための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

概略図には、車両１が記号化されて２回示されており、製造時に１′と表記して１回、運転時に１′′と表記して１回示されている。制御装置２も複数回示されており、製造時に２′と表記して１回、製造時の車両１′において２′′と表記してもう１回、運転時の車両１′′においてもう１回示されている。そして、ここでは制御装置２は、２′′′と表記して示されている。さらに、車両外部のサーバー３が示されており、これは、例えば、それぞれのＯＥＭ、制御装置認証局ＧＣＡ及び車両認証局ＦＣＡのバックエンドサーバーである。

【0031】

そして、詳細には、以下のステップが実行される。それらのパラグラフ番号は、図にも同様に示されている。

【0032】

Ａ：車両の公開鍵基盤、いわゆる車両固有の証明書のための公開鍵基盤（ＰＫＩ）を構築する。これは、車両群ごとに１回行われる。
１．車両認証局又は車両ＣＡ ＦＣＡのために、非対称鍵ペアFzgRootPub、FzgRootPrivが生成される。これらは、車両ルート鍵ペアと呼ばれることもある。
２．秘密鍵FzgRootPrivは、ＦＣＡに安全な環境で保存され、ＦＣＡによって車両固有の証明書の発行／署名のために用いられる。
３．公開鍵FzgRootPubは、ＦＣＡによって発行された証明書を検証できるべきすべてのシステム、例えば、バックエンド３に配布される。

【0033】

Ｂ：制御装置固有の証明書のための制御装置公開鍵基盤（ＰＫＩ）を構築する。これは、制御装置の製造者ごと、この製造者によって製造される一定数の制御装置ごとに１回行われる。
１．制御装置認証局又は制御装置ＣＡ ＧＣＡのために、非対称鍵ペアGerRootPub、GerRootPrivが生成される。
２．秘密鍵GerRootPrivは、ＧＣＡに安全な環境で保存され、ＧＣＡによって制御装置固有の証明書の発行／署名のために用いられる。
３．公開鍵GerRootPubは、ＧＣＡによって発行された証明書を検証できるべきすべてのシステム、例えば、バックエンド３に配布される。

【0034】

Ｃ：制御装置２に初期暗号資料、特に制御装置固有の証明書を備える。これは、固有のＩＤ GerID、タイプGerTypを持つ制御装置２ごとに１回、例えば、その製造時に行われる。そこでは、制御装置２は、２′と表記して図に示されている。
１．ＩＤ GerIDを持つ制御装置のために、好ましくはこの制御装置２に取り付けられたハードウェアセキュリティーモジュール（ＨＳＭ）で、制御装置固有の鍵ペアGerIndPub、GerIndPrivが生成される。
２．鍵ペアが制御装置２で生成された場合には、秘密鍵GerIndPrivはそこに残る。鍵ペアが制御装置２の外で生成された場合には、GerIndPrivは、可能な限り安全な方法で制御装置２に導入され、二度とそこを離れない。
３．ＩＤ GerID、制御装置のタイプGerTyp及び公開鍵GerIndPubはＧＣＡに送信され、このデータGerID、GerTyp、GerIndPubのためにGerRootPrivを用いて証明書GerIndCertが生成され、例えば、GerIDは、サブジェクトの一部として、例えば、GerTypは、追加フィールド（「Extension」）として、証明書GerIndCertに含まれる。そして、データ全体がGerRootPrivで署名される。
４．GerIndCertはＧＣＡによって制御装置２に返送され、そこに保存される。
５．ＦＣＡの公開鍵であるFzgRootPubは、制御装置に不正操作できないように保存される。

【0035】

Ｄ：車両ＩＤ FzgID及び車両ＦＰ（フィンガープリント）FzgFAを記録する。これは、ＩＤ GerIDを持つ、タイプGerTypの制御装置２ごとに、制御装置２をＩＤ FzgIDを持つ車両１に取り付ける時、例えば、ＯＥＭのもとでの車両製造時に、１回行われる。
１．GerIDを持つ、タイプGerTypの制御装置２をFzgIDを持つ車両１に取り付ける時に、データパケットFzgID、GerTyp、GerIDは偽造できないように記録され、次いでＯＥＭ独自のバックエンド３に偽造できないように送信される。
２．バックエンド３は、データパケットFzgID、GerTyp、GerIDを不正操作できないように保存する。
３．車両１の製造時に、安全な環境で車両１の偽造防止された固有のデジタル車両フィンガープリントFzgFAが記録され、データパケットFzgID、FzgFAは不正操作できないようにバックエンド３に送信される。
４．車両フィンガープリントFzgFAには、様々な固有の車両データ、例えば、車両に取り付けられた異なる制御装置の固有のＩＤ、好ましくは、再び記録されないデータも、流れ込む可能性があり、これは手動で容易に再現することができない。
５．車両フィンガープリントFzgFAは、車両フィンガープリントFzgFAに流れ込むデータが、車両１に取り付けられた他の制御装置などから、例えば、様々なビークルバスを介して、収集されることにより、車両フィンガープリントFzgFAが、車両１に取り付けられた制御装置２によってその運転時に少なくとも部分的に「再現」できるように、設計されなければならない。
６．バックエンド３は、データパケットFzgID、FzgFAを不正操作できないように保存する。

【0036】

Ｅ：車両１が制御装置２の観点から証明書又は新しい証明書を必要とする場合には、以下のステップが実行される。
１．制御装置２は、
ａ．必要な情報を収集することによって、制御装置２の制御装置固有の車両フィンガープリントFzgFAGerSpezを決定する。
ｂ．制御装置２が取り付けられている車両のＩＤ FzgIDを決定する。
ｃ．安全な環境で、ＩＤ FzgIDを持つ車両１の車両固有の証明書のための鍵ペアFzgIndPub、FzgIndPrivを生成し、車両固有の秘密鍵FzgIndPrivは、安全な環境に残る。
ｄ．FzgID、FzgIndPub及びGerTypのための証明書署名要求又はCertificate Signing Request（ＣＳＲ）を作成する。
ｅ．データパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub、GerTyp）、FzgFAGerSpez）に制御装置固有の秘密鍵GerIndPrivで署名することによって、署名を生成する
ｆ．データパケット（ＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub、GerTyp）、FzgFAGerSpez、Ｓｉｇｎ、GerIndCert（GerID、GerIndPub、GerTyp））をバックエンド３に送る。

【0037】

２．バックエンド３は、データパケットを受け取り、
ａ．そこに保存されている制御装置認証局ＧＣＡの公開鍵を用いて、制御装置固有の証明書GerIndCertの正しさをチェックする。
ｂ．いっしょに送られた制御装置固有の証明書GerIndCertに含まれる公開鍵GerIndPubを用いて、データパケットの署名Ｓｉｇｎの正しさをチェックする。
ｃ．ＣＳＲから車両ＩＤ FzgIDを抽出し、制御装置固有の証明書GerIndCertから制御装置２のＩＤ GerIDと制御装置のタイプGerTypを抽出し、バックエンド３にFzgID、GerID及びGerTypの記録が保存されているかどうかチェックする。
ｄ．車両１のＩＤ FzgIDのために、FzgID、FzgFAの記録が保存されているかどうかチェックする。
ｅ．受け取ったメッセージに含まれる制御装置固有の車両フィンガープリントFzgFAGerSpezが一般の車両フィンガープリントFzgFAに一致するかどうかチェックする。
ｆ．上記のチェックのいずれかが失敗した場合には、プロセスを中止する。
ｇ．そうでない場合には、保護された経路を介して、車両ＩＤ FzgIDと公開鍵FzgIndPubのためのＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub、GerTyp）を車両ＣＡ ＦＣＡに送る。
ｈ．ＦＣＡは、車両ＩＤ FzgIDと公開鍵FzgIndPubのためのＣＳＲ（FzgID、FzgIndPub、GerTyp）に基づいて、FzgRootPrivで署名された車両固有の証明書FzgIndCertを発行する。
ｉ．ＦＣＡは、車両固有の証明書FzgIndCertをバックエンド３に送り返す。
ｊ．バックエンド３は、車両固有の証明書FzgIndCertを、車両１に取り付けられた制御装置２に送り返す。

【0038】

３．制御装置２は、
ａ．受け取った証明書FzgIndCertをチェックする、すなわち、
ｉ．FzgRootPubで証明書の署名の正しさをチェックする。
ｉｉ．受け取った証明書が、送られたＣＳＲに一致するかどうか、つまり両データ構造においてFzgID、FzgIndPub、GerTypが一致するかどうかチェックする。
ｂ．車両固有の証明書FzgIndCertをローカルに保存する。

【0039】

４．これ以降、ＩＤ GerIDを持つ制御装置２は、車両ＩＤ FzgIDに対して発行された車両固有の証明書FzgIndCertと、それに関連する車両固有の秘密鍵FzgIndPrivと、を有し、車両１から制御装置２に任された役割を安全に果たすことができる。

【図1】