Butterfly Key Expansion

レベル3以上の自動運転を実現するために、自動車業界において自動運転機能の高度化や技術開発などさまざまな取り組みが行われています。テスラではカメラやレーダーなどを使って自動運転機能を実現し、LiDARのようなセンサー技術も年々高度化が進んでいるなか、より高度な自動運転を実現するために欠かせないものとして最近V2X通信が注目されています。V2X通信環境では、車両と車両/インフラ/歩行者間で直接通信が行われるため、車両は周辺環境の情報をリアルタイムで受け取り、潜在的な危険を事前に予防することが可能になります。 V2X通信の安全性を確保するためには暗号技術が必須であり、公開鍵基盤（PKI）を用いてV2Xメッセージの暗号化と証明書管理を行うSCMS（Security Credential Management System）の構築が前提となります。そこで今回は、協調型自動運転の実現に欠かせないV2X PKI証明書および認証の仕組みについて解説します。   V2X PKI証明書の特徴 通信技術は日々進化し、IoTとAIなど様々な分野で様々なデバイスを介して高速で大容量の通信が行われています。また、通信の脆弱性を狙ったサイバー攻撃も増加しており、通信の信頼性を確保することは、業界にとって大きな課題となっています。 安全な通信を実現するためには、以下の3つの条件を満たす必要があります。 通信相手が本人であることを確認・証明すること（Authentication、認証） 他人に盗聴されないこと（Confidentiality、機密性） 通信内容が途中で改ざんされないこと（Integrity、完全性） インターネット通信の場合、認証プロセスは中央集権的で階層的です。ユーザが署名付きのデジタル証明書を使用して、サーバーに対して自分の身元を証明すると、サーバー側は、そのデジタル証明書を通じて信頼できるユーザであることを確認したうえでユーザに対してアクセス権限を付与し、セキュアな通信ができるようにします。 それに比べ、V2X通信の場合、車両は周辺環境の全てのものと直接通信を行う仕組みとなっており、インタネット通信と違って、脱中央集権的であるといえます。インタネット上ではユーザ同士の認証を必要としないですが、V2X環境ではユーザ（車載器）同士の認証は必須です。 さらに、V2X認証の最も大きな特徴として挙げられるのが、車車間通信でお互いの身元（車両情報）を特定されずに認証を行うという点です。車両情報が特定されてしまうと、プライバシーを侵害されたりサイバー攻撃のターゲットになったり、人の命が危険になる可能性もあるため、仮名証明書を使用して条件付きのプライバシー保護が必要になります。 SCMS（Security Credential Management System）では、道路上の全ての車両に対し、認証局（CA）から仮名証明書が発行されます。仮名証明書にはその車両を具体的に特定できる情報は含まれていない、認証局からその車両の情報が正しいことを保証することから、信頼できる車両であることを証明できます。 また、長期にわたって同じ仮名証明書を使用する場合、第三者によってトラッキングされてしまう恐れがあるため、証明書を一定期間ごとに変更することが必要です。一般車両の場合、毎週ごとに最多20個以上の仮名証明書が発行されるといわれます。   Butterfly Key Expansionとは […]