JP7246032B2 - 車載セキュアストレージシステム - Google Patents

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Description

本開示は、ホスト装置とストレージ装置間でデータ転送を行う車載セキュアストレージシステムに関する。
車載システムの分野において、１車両に搭載される多数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）は、現在統合される方向にある。多数のＥＣＵが統合されると、個々のＥＣＵに接続されるストレージも統合されることが必要となってくる。
車載システムの分野におけるストレージでは、不揮発性メモリを利用するＳＳＤやＳＤカードを用いるものが主流である。ＳＤカードとＳＤカード対応ホストに関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。また、ＥＣＵにおいても高速シリアルインターフェースとしてＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標： 以下、ＰＣＩｅ と称する）が現在、使用されている。
特開２００６－２０９７４４号公報
本開示は、ストレージ装置への不正アクセスやストレージ装置の不具合を簡易に且つ迅速に検出し、その検出結果を適切に利用し得る車載セキュアストレージシステムを提供することを目的とする。
本開示の車載セキュアストレージシステムは、コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットとを有する車載セキュアストレージシステムである。コントローラは、不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行う。
本開示の車載セキュアストレージシステムを用いることにより、ストレージ装置への不正アクセスやストレージ装置の不具合を簡易に且つ迅速に検出でき、その検出結果を適切に利用することができる。
図１は、実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステムのブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステムにおける事前処理のフローチャートである。 図３は、実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステムにおける、不正アクセスチェック処理を含む基本的処理のフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステムにおける、不具合チェック処理のフローチャートである。 図５は、不正アクセス・不具合の種類、定義、及び内容の一覧表である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら） は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
［本開示に至る経緯］
従来、車載ストレージシステムにおいて、ストレージ装置に対する不正アクセス、不正な書き込み、及び、不正な改竄等の不正処理（不正行為）に対するチェック及び検出は、ホスト装置であるＥＣＵ側のドライバ若しくはコントローラにより、行われている。ストレージ装置における不具合のチェック及び検出も同様に、ホスト装置であるＥＣＵ側のドライバ若しくはコントローラにより行われている。また、データ改竄については、ストレージ装置の内部を全てチェックして、不正な改竄の発生の可能性について確認を行った後に、実際に改竄チェックを行うこともあった。
ストレージ装置に対して不正アクセス等が生じた場合に、ホスト装置が不正アクセス等の発生した領域やアドレスを正確に特定することは決して容易なことではなく、また特定するには所定の時間が掛かる。特に、上述のデータ改竄に関して、ストレージ装置の内部を全てチェックすること、及び、改竄の可能性の確認後に実際に改竄チェックを行うことには、時間もコストも必要になる。そうすると、ストレージ装置に対する不正アクセスや不正な改竄からある程度時間が経過した後でしか、ホスト装置は実際の検出を行えないことになり、結局不正行為や不具合による影響が拡大しがちとなってしまう。
発明者は、上述の問題点を解決する本開示に係る車載セキュアストレージシステムを開発した。本開示に係る車載セキュアストレージシステムは、ストレージ装置に対する不正処理（不正行為）、及び、ストレージ装置における不具合に対するチェック及び検出を、概略、自らにより（即ち、ストレージ装置により）行う。
よって、本開示に係る車載セキュアストレージシステムにおいては、不正アクセス等が発生したストレージ装置上の領域やアドレスが容易且つ迅速に特定され、不正アクセス等の直後に、若しくは不正アクセス等の発生中に、ホスト装置は不具合を把握できる。よって、ホスト装置による対処が早まり不正行為又は不具合による影響は最小化される。更には、ホスト装置は不正行為又は不具合による影響を外部に全く出さないことも、可能となり得る。
［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステムを説明する。
［１．１．車載セキュアストレージシステムの構成］
図１は、実施の形態１に係る車載セキュアストレージシステム２のブロック図である。図１に示す車載セキュアストレージシステム２は車載システムである。
図１に示す本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２は、車載ＥＣＵ２０と、ストレージ装置４とを含む。ストレージ装置４は、コントローラ６と、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等で構成される不揮発性メモリ１２とを含み、コントローラ６は、メインバスインタフェース８とサイドバンドインタフェース１０とを備える。車載ＥＣＵ２０も同様に、メインバスインタフェース２２とサイドバンドインタフェース２４とを備える。
車載セキュアストレージシステム２は、高速シリアルインターフェースとしてＰＣＩｅを利用しており、車載ＥＣＵ２０のメインバスインタフェース２２、及び、ストレージ装置４のメインバスインタフェース８は、ＰＣＩｅバス１４に接続する。ＰＣＩｅバス１４は、ＷｉＦｉ（登録商標）等に準拠する外部通信モジュール１８とも接続しているため、車載セキュアストレージシステム２は、外部通信モジュール１８を経由して、例えば、外部のクラウドストレージとデータ通信をすることができる。
また、車載ＥＣＵ２０のサイドバンドインタフェース２４と、ストレージ装置４のサイドバンドインタフェース１０とは、サイドバンド用バス（ＳＤバス）１６を介して接続して、データ通信を行う。
ストレージ装置４における不揮発性メモリ１２は、複数の論理領域に分割される。更に、不揮発性メモリ１２は、コントローラ６によりデータの入力、出力、及び格納に関して制御される。
ストレージ装置４におけるコントローラ６は、不揮発性メモリ１２へのデータの入力、出力、及び格納に関する制御を行う。従って、後で説明するように、コントローラ６は、不揮発性メモリ１２への不正アクセスのチェックや、不揮発性メモリ１２における不具合のチェックも行う。なお、ストレージ装置４は、例えばＳＤカード等の情報記録媒体である。
車載セキュアストレージシステム２は、周辺機器として、ルームランプ２６、モニタ２８、マイク３０、及び、スピーカ３２を備え、車載ＥＣＵ２０はそれら周辺機器と接続する。ルームランプ２６は、車両内の照明装置であり、車載ＥＣＵ２０が運転者に伝えるべき信号やメッセージを、照明の点滅や色変更などの形式により表わす。モニタ２８は、車載ＥＣＵ２０が運転者に伝えるべき信号やメッセージを、画像の形式により表す。加えて、運転者は、モニタ２８の画面への簡単な操作により、情報を車載ＥＣＵ２０へ入力する。スピーカ３２は、車載ＥＣＵ２０が運転者に伝えるべき信号やメッセージを、音声の形式により表わす。また、運転者は、スピーカ３２からの音声を受けて、マイク３０への簡単な発話により、情報を車載ＥＣＵ２０へ入力する。
［１．２．車載セキュアストレージシステムの動作］
［１．２．１．車載セキュアストレージシステムにおける事前処理］
図２は、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２における事前処理のフローチャートである。事前処理は、典型的には、車載セキュアストレージシステム２が出荷される前に開始される（ステップＳ０２）。事前処理では、先ず、ストレージ装置４の初期化処理が行われる（ステップＳ０４）。ストレージ装置４の初期化処理は、不揮発性メモリ１２の物理アドレスと、ホストである車載ＥＣＵがアクセスする際の論理アドレスとの関係を示す論物変換テーブルを、コントローラ６が作成してコントローラ６内のＲＡＭ（図示しない）へ格納する処理を含む。
次に、車載ＥＣＵ２０が、不揮発性メモリ１２上に論理領域を追加するか否かを判断する（ステップＳ０８）。論理領域を追加するのであれば（ステップＳ０８・Ｙｅｓ）、ホストである車載ＥＣＵ２０が、必要なサイズを指定して領域確保をストレージ装置４のコントローラ６に指示する（ステップＳ１０）。ストレージ装置４のコントローラ６は、指定されたサイズを確保し、その論理領域の領域ＩＤをホストである車載ＥＣＵ２０に通知する（ステップＳ１２）。
不揮発性メモリ１２上に論理領域を追加する必要がある限り（ステップＳ０８・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０とステップＳ１２が繰り返される。不揮発性メモリ１２上に論理領域を追加する必要がなくなれば（ステップＳ０８・Ｎｏ）、コントローラ６内に格納されていた論物変換テーブルを不揮発性メモリ１２に記録した後に、事前処理が終了する（ステップＳ１４）。
［１．２．２．車載セキュアストレージシステムにおける不正アクセスチェック処理］
図３は、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２における、不正アクセスチェック処理を含む基本的処理のフローチャートである。基本的処理が開始すると（ステップＳ２０）、先ず、ストレージ装置４の初期化処理が行われる（ステップＳ２２）。ストレージ装置４における不揮発性メモリ１２は、論理的に１つ以上の領域（論理領域）を持っており、よって初期化処理では、夫々の領域に適した制御がなされるように設定される。
不正アクセスチェック処理を含む基本的処理では、基本的処理が終了であるのか否か（ステップＳ２４）、終了でないならば（ステップＳ２４・Ｎｏ）、車載ＥＣＵ２０からストレージ装置４へのアクセスが有るか否か（ステップＳ２６）が、繰り返して確認される。このステップＳ２６は、ストレージ装置４のコントローラ６では、不揮発性メモリ１２へアクセスするための命令が車載ＥＣＵ２０から来たか否かを確認する、という形で行われる。
基本的処理にて車載ＥＣＵ２０からストレージ装置４へのアクセスが有る場合（ステップＳ２６・Ｙｅｓ）、ストレージ装置４のコントローラ６は、解析により不正アクセスチェックを行う（ステップＳ２８）。基本的処理にて不正アクセスが無いと判断した場合には（ステップＳ３０・Ｎｏ）、更に次のアクセスの発生が待たれる。基本的処理にて不正アクセスが有ると判断した場合には（ステップＳ３０・Ｙｅｓ）、ストレージ装置４のコントローラ６、及び車載ＥＣＵ２０は、不正アクセスに応じた処理を行う（ステップＳ３２）。ここで「不正アクセスチェック」（ステップＳ２８）及び「不正アクセスに応じた処理」（ステップＳ３２）の詳細については後で図５を用いつつ説明する。
基本的処理が終了であれば（ステップＳ２４・Ｙｅｓ）、処理の全体は終了する（Ｓ３４）。
［１．２．３．車載セキュアストレージシステムにおける不具合チェック処理］
図４は、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２における、不具合チェック処理のフローチャートである。車載セキュアストレージシステム２は、基本的処理時に図３に示す不正アクセスチェック処理を実行する。これに加えて、車載セキュアストレージシステム２は、タイマによる割り込み或いはホストである車載ＥＣＵ２０からのアクセスをトリガにして、図４に示す不具合チェック処理の実行を開始する（ステップＳ４０）。
ストレージ装置４のコントローラ６は、先ず、不揮発性メモリ１２上の論理領域の数Ｎｕｍ＝Ｘを取得する（ステップＳ４２）。論理領域が無い（即ち、ゼロである）ならば（ステップＳ４４・Ｎｏ）、不具合チェック処理は終了する（ステップＳ６０）が、論理領域が有るならば（ステップＳ４４・Ｙｅｓ）、ストレージ装置４のコントローラ６は、領域カウンタＣをインクリメントする（ステップＳ４６）。なお、論理領域が無い場合とは不揮発性メモリ１２がコントローラ６のアクセスを遮断している場合などが挙げられる。領域カウンタＣがＮｕｍ（論理領域の数）を超えていないならば（ステップＳ４８・Ｎｏ）、ストレージ装置４のコントローラ６は、Ｃ番目の論理領域内に不具合（即ち、異常）がないかどうかチェック（即ち、確認）する（ステップＳ５０）。
不具合チェック処理にて不具合が無いと判断されれば（ステップＳ５２・Ｎｏ）、領域カウンタＣのインクリメント処理（ステップＳ４６）以降が繰り返される。不具合チェック処理にて不具合が有ると判断されれば（ステップＳ５２・Ｙｅｓ）、不具合に応じた処理が実施される（ステップＳ５４）。不具合に応じた処理は、リカバリ、通知、運転者への指示などを含む。
ステップＳ５４の後、不具合チェック処理はそのまま終了（ステップＳ６０）に向かってもよい。また、ステップＳ５４の後、図４のフロー図にて点線及び矢印で示すように、不具合チェック処理は領域カウンタＣのインクリメント処理（ステップＳ４６）の直前に戻ってもよい。この場合、不具合チェック処理は、領域カウンタＣのインクリメント処理（ステップＳ４６）以降を繰り返すことになる。よって、全ての領域についての不具合の有無の確認処理（ステップＳ５０）、及び、不具合が有ると判断される場合（ステップＳ５２・Ｙｅｓ）の不具合に応じた処理（ステップＳ５４）が、実施されることになる。
領域カウンタＣがＮｕｍ（論理領域の数）を超えると（ステップＳ４８・Ｙｅｓ）、不具合チェック処理は終了する（ステップＳ６０）。
［１．２．４．不正アクセス及び不具合のチェックの種類、及び、対応する処理について］
図３及び図４を用いて処理の流れを示した、不正アクセス及び不具合のチェックの具体的種類、及び、それらに対応する処理の具体的動作について、図５の一覧表を用いて説明する。なお、以下で説明する不正アクセス及び不具合のチェックの種類、及び、対応する処理の動作は例示であって、以下のものに限定されない。
［１．２．４．０．前提］
不正アクセス及び不具合のチェックの具体的種類、及び、それらに対応する処理の具体的動作を説明するに当たって、コントローラ６における、不揮発性メモリ１２の領域毎のホストに関する情報を保持するテーブルの内容をまず示す。
コントローラ６は、不揮発性メモリ１２の領域毎に：
（１）アクセス可能なホスト
（２）ホストがアクセス可能である場合に、使用可能なオペレーション（ライトオペレーション、リードオペレーション、コピーオペレーション、ムーブオペレーション、イレースオペレーション）
（３）領域外アクセスによってアクセスされた場合に、他の領域を書き込み可能領域として追加可能か否かを示す情報
（４）自身が自動運転に関連するデータを記録している（自動運転用領域）か否かを示す情報
（５）アクセス可能なアプリケーションの属性（アプリケーションＩＤ）を示す情報
を定義したテーブルを保持している。
［１．２．４．１．アクセス領域違反］
第１の不正アクセスの種類として、「アクセス領域違反」が挙げられる。「アクセス領域違反」は、アクセスが許可されていない領域への、ホストからのアクセス、と定義される。その内容の一例は、ホストからのオペレーションにおける領域ＩＤ、又は、開始アドレスが正しくない、というものである。コントローラ６はオペレーションが対象とする領域ＩＤ、又は、開始アドレスによって表現される不揮発性メモリ１２の領域と、コマンド発行元のホストとを比較することで、アクセス領域違反の有無を検知する。
アクセス領域違反が生じた場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、許可されている領域も含めて、該当するホストからのアクセスを全て禁止する、という対処を行う。なお、対処については上述した内容に限られない。例えばストレージ装置４のコントローラ６は、当該アクセス領域違反を行ったホストからのライトオペレーションによるアクセスのみを禁止するようにしてもよい。
アクセス領域違反が生じた場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、オペレーションエラーという形式で、ホストに通知する。
［１．２．４．２．アクセスモード違反］
第２の不正アクセスの種類として、「アクセスモード違反」が挙げられる。「アクセスモード違反」は、実行可能なオペレーションが限定されている領域への、実行可能なオペレーション以外の命令を含むアクセスと定義される。その内容の一例は、ホストからのコマンドであるオペレーション、領域ＩＤ、又は、開始アドレスが正しくない、というものである。
アクセスモード違反が生じた場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、当該オペレーションを禁止する、という対処を行う。更に同様のアクセスが連続する場合には、ストレージ装置４のコントローラ６は、一時的に当該領域をアクセス不可とし、加えて、ホストに対してアクセスモード違反の内容を伝えることで、ホスト側での対応を要請する、という対処を行う。対応を要請されたホストは、アクセスモード違反の内容に基づき、当該アクセスを行っているアプリケーションを特定し、当該アプリケーションの動作を制限する等の処理を行う。
ストレージ装置４のコントローラ６は、オペレーションエラーという形式で、ホストに通知する。
［１．２．４．３．不正データ改竄］
第３の不正アクセスの種類として、「不正データ改竄」が挙げられる。「不正データ改竄」は、特定の領域に対して不正なデータ改竄が行われた場合、と定義される。ここで、データチェックの方法が、ストレージ装置４のコントローラ６に予め記憶されている。「不正データ改竄」の内容は、予め記憶されたデータチェックの方法により改竄と判断される、というものである。
ストレージ装置４のコントローラ６は、現状の不揮発性メモリ１２上のデータを保護し、当該アクセスのあったことをホストに通知し、ホストにデータの再チェックを要請する、という対処を行う。
ストレージ装置４のコントローラ６は、コマンドエラーという形式で、若しくは、割り込みという形式で、ホストに通知する。
［１．２．４．４．不正書き込み］
第４の不正アクセスの種類として、「不正書き込み」が挙げられる。「不正書き込み」は、特定の領域に対して不正な書き込みが発生した場合、と定義される。ここで、あるべき書き込みデータの属性及び内容（アドレス、データタイプ等）が、不揮発性メモリ１２の領域毎に、ストレージ装置４のコントローラ６に予め記憶されている。「不正書き込み」の内容は、書き込みデータの属性及び内容が、予め記憶された、あるべきものでは無い、というものである。
不正書き込みが生じた場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、対処の一例として、書き込まれたデータに符号を付し、当該データが書き込まれた領域を読み込み専用領域としておき、更に、後にホストから解除命令が来るまでは当該領域を読み込み専用としておく、という対処を行う。書き込まれたデータに符号を付すのは、例えば、事後にホストが当該データを見つけ易いようにするためである。
ストレージ装置４のコントローラ６は、オペレーションに対するレスポンスという形式で、若しくは、割り込みという形式で、オペレーションエラーをホストに通知する。
［１．２．４．５．領域外書き込みアクセス］
第５の不正アクセスの種類として、「領域外書き込みアクセス」が挙げられる。「領域外書き込みアクセス」は、指定された領域ＩＤに対して設定されている領域外へのアクセス、と定義される。その内容の一例としては、例えば領域ＩＤ１のアドレスが０番地から２０００番地であると定義されているにも関わらず、領域ＩＤ１へのライトオペレーションが２００１番地から開始する場合などが挙げられる。
領域外書き込みアクセスが生じた場合であって、かつ、領域外書き込みアクセスによってアクセスされた場合に他の領域を書き込み可能領域として追加可能か否かを示す情報が「追加可能」である場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、不揮発性メモリ内で自動的に新たな領域を確保し、連続領域として追加する、という対処を行う。
ストレージ装置４のコントローラ６は、領域を拡張したことを、ホストに通知する。
［１．２．４．６．連続アクセスモード違反］
第６の不正アクセスの種類として、「連続アクセスモード違反」が挙げられる。「連続アクセスモード違反」は、アクセスモード違反のアクセスを所定回数以上行った場合、と定義される。連続アクセスモード違反の一例としては、予め読み込み専用として指定した所定のアドレスに所定のデータを書き込む処理を、所定回数連続したことを検出した場合が挙げられる。
連続アクセスモード違反が生じると、ストレージ装置４のコントローラ６は、読み込み専用モードを一旦解除し、所定のアドレスに所定のデータを書き込むまで書き込み可能とし、所定のアドレスに所定のデータが書き込まれたら読み込み専用に戻す、という対処を行う。言い換えれば、コントローラ６は、アクセスモード違反を利用したアクセスモードの切り替えを行う。このような対処が可能であるか否かは領域毎に定められていても良いし、全領域に対してこのような対処を可能としても良い。
ストレージ装置４のコントローラ６は、対処が成功したか失敗したかをコマンドレスポンスで、ホストに通知する。
［１．２．４．７．自動運転用領域への不正アクセス］
第７の不正アクセスの種類として、「自動運転用領域への不正アクセス」が挙げられる。「自動運転用領域への不正アクセス」は、自動運転用領域に不正アクセスがあったことを検出した場合、と定義される。その内容の一例は、ライトオペレーションが、自動運転用領域に対するものであって、かつ、アクセスが許可されたアプリケーション（例：自動運転プログラム更新アプリケーション）以外のアプリケーションから行われたというものである。
自動運転用領域への不正アクセスが生じた場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、該当する自動運転用領域の一部若しくは全部を無効とし、又は、自動運転の機能を中止若しくは一部制限する処理を行う。さらにストレージ装置４のコントローラ６は、自動運転を中止すること、または一部の機能を制限することをホストに通告する、という対処を行う。これを受けて、車載ＥＣＵ２０は、自動運転を中止、または一部の機能を制限する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、割り込みという形式で、ホストに通知する。
［１．２．４．８．致命的な障害の検出］
ステップＳ５２で検出される、第１の不具合（異常）の種類として、「致命的な障害の検出」が挙げられる。「致命的な障害の検出」は、各領域において致命的なエラーが起こり、ストレージ内での自動リカバリができないと判断された障害の検出、つまり、車載セキュアストレージシステム内での自動リカバリが不可能であると判断された障害の検出、と定義される。その内容の一例としては、不具合チェック（図４参照）のステップＳ５４おいて、リカバリを試みたにも関わらず、リカバリが不可能であった、というものである。
致命的な障害の検出が生じると、ストレージ装置４のコントローラ６は、不揮発性メモリ１２へのホストからのアクセスを全部または一部断絶すると共に、致命的な障害が発生したことをホストに通知する。これを受けて、ホストである車載ＥＣＵ２０は、外部通信モジュール１８が備える外部通信機能を用いて、外部のサービスセンタに通知する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、レスポンスという形式で、若しくは、割り込みという形式で、オペレーションエラーをホストに通知する。
［１．２．４．９．領域異常の検出］
ステップＳ５２で検出される、第２の不具合（異常）として、「領域異常の検出」が挙げられる。「領域異常の検出」は、データ破壊やハードウエアエラー等の検出により、領域異常が発生したとコントローラ６が判断した場合、と定義される。その内容は、不具合チェック（図４参照）による不具合検出、というものである。
領域異常の検出が生じた場合コントローラ６は、ステップＳ５４の処理として下記の処理のいずれかまたはすべてを実施する。
［１］ストレージ装置４のコントローラ６は、指示を出して、該当する領域のバックアップ領域に切り替える。このバックアップ領域は予め用意されているものである。ストレージ装置４のコントローラ６は、切り替えたことをホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、領域の切り替えという対処を行ったことを、割り込み等の形式でホストに通知する。
［２］また、ストレージ装置４のコントローラ６は、壊れたボリュームのリカバリを行うこともある。このリカバリは、予め構成しておいたＲＡＩＤを用いて行われる。ストレージ装置４のコントローラ６は、リカバリしたことをホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、リカバリという対処を行ったことを、割り込み等の形式でホストに通知する。
［３］また、ストレージ装置４のコントローラ６は、不揮発性メモリ１２内部で自動的にデータを分散して記録し、その上で、障害が生じた領域を他の領域部分から自動的にリカバリすることもある。ストレージ装置４のコントローラ６は、自動的にデータを分散して記録したこと、及び、障害が生じた領域を他の領域部分から自動的にリカバリしたことを、ホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。なお、不揮発性メモリ１２内部で自動的にデータを分散して記録する際には秘密分散技術を用いても良い。
ストレージ装置４のコントローラ６は、データの分散記録及びリカバリという対処を行ったことを、割り込み等の形式でホストに通知する。
［４］更に、ストレージ装置４のコントローラ６は、障害が生じた領域のデータを、外部通信モジュール１８が備える外部通信機能を用いて、外部のサービスセンタのサーバからダウンロードすることで、リカバリを行うこともある。ストレージ装置４のコントローラ６は、リカバリしたことをホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、リカバリという対処を行ったことを、割り込み等の形式でホストに通知する。
［１．２．４．１０．部分的な致命的障害の検出］
ステップＳ５２で検出される、第３の不具合（異常）として、「部分的な致命的障害の検出」が挙げられる。「部分的な致命的障害の検出」は、「致命的な障害の検出」の内でも、特定の領域において、致命的なエラーが起こり、ストレージ内での自動リカバリができない場合、と定義される。つまり、第３の不具合（異常）である「部分的な致命的障害の検出」とは、第１の不具合（異常）の対象である致命的な障害のうち、不揮発性メモリの特定の機能に関する特定の領域に関する障害の検出、である。
部分的な致命的障害の検出の内容と、部分的な致命的障害の検出が生じた場合コントローラ６が行う、ステップＳ５４の処理は、下記のうちの一つまたは全部である。
［１］ストレージ装置４における、車載ナビゲーションシステムが使用する領域以外にて、致命的障害が起こった場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、使用可能な機能がナビゲーションに関する機能であることを、ホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。これを受けて、ホストである車載ＥＣＵ２０は、モニタ２８に最寄りの修理工場への案内を表示し車両１を修理工場へ誘導する。更に、ストレージ装置４のコントローラ６は、車載ＥＣＵ２０に対して、外部通信モジュール１８が備える外部通信機能を用いて外部のサービスセンタに通知することを要請する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、割り込みという形式で、ホストに通知する。
［２］ストレージ装置４における、車載ナビゲーションシステムが使用する領域にて、致命的障害が起こった場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、車載ナビゲーションシステムが使用する領域で致命的障害が起こったことを、ホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。これを受けて、ホストである車載ＥＣＵ２０は、不揮発性メモリ１２におけるバックアップ領域より、最寄りの修理工場へのナビゲーション情報を読み出し、モニタ２８に表示し、車両１を修理工場へ自動運転にて誘導する。更に、ストレージ装置４のコントローラ６は、車載ＥＣＵ２０に対して、外部通信モジュール１８が備える外部通信機能を用いて、外部のサービスセンタに通知することを要請する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、割り込みという形式で、ホストに通知する。
［３］ストレージ装置４における、ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｒｉｖｅｒ－ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ：先進運転支援システム）が使用する領域にて、致命的障害が起こった場合、ストレージ装置４のコントローラ６は、ＡＤＡＳを使用できないことを、ホストである車載ＥＣＵ２０に通知する。これを受けて、ホストである車載ＥＣＵ２０は、モニタ２８に映す画像、スピーカ３２より出力する音声、又は、ルームランプ２６での点滅、色変更若しくは明るさ変更を用いて、ＡＤＡＳを使用できない旨を、運転者に通知する。更に、ホストである車載ＥＣＵ２０は、自動運転にて車両１を最寄りの修理工場に誘導する。又は、ホストである車載ＥＣＵ２０は、モニタ２８に最寄りの修理工場への案内を表示し、手動運転にて車両１を最寄りの修理工場に誘導する。更に、ストレージ装置４のコントローラ６は、車載ＥＣＵ２０に対して、外部通信モジュール１８が備える外部通信機能を用いて、外部のサービスセンタに通知することを要請する。
ストレージ装置４のコントローラ６は、割り込みという形式で、ホストに通知する。
［１．２．５．車載ＥＣＵがストレージ装置から不正アクセスや不具合に関する通知を受けた場合の、車載ＥＣＵ、及び、周辺機器の動作］
車載ＥＣＵ２０がストレージ装置４から不正アクセスや不具合に関する通知を受けた場合の、車載ＥＣＵ２０、及び、周辺機器の動作を説明する。
［１．２．５．１．モニタの動作］
モニタ２８の動作を説明する。モニタ２８は、車載ＥＣＵ２０からの指示により文字情報／アイコン等を用いて、運転者に対する注意若しくは警告を表示する。また、モニタ２８は、運転者による緊急の対応を要するか否かについて、及び、運転者の操作や行動に関する助言について、表示する。
モニタ２８は、表示する情報の内容に応じて、画面の色や明るさを切り替えるようにしてもよい。
モニタ２８は、ストレージ装置４を含む車載システムに修理を要する場合には、車載ナビゲーションシステムに従って、修理工場等の最寄りの修理作業実施施設へ誘導する画面を表示するようにしてもよい。また、モニタ２８は、車載ナビゲーションシステムによる画面に、ロードサービス提供者、自動車ディーラ、若しくは、サービスセンタなどへの架電を指示する旨を表示してもよい。
モニタ２８は、画面操作を介して運転者による入力を受け付けるようにしてもよい。運転者による入力は、例えば、画面表示される警告や注意に関する運転者の指示である。例えば、故障発生の警告画面に対して、運転者はモニタ２８の画面を経由して、「直ぐに修理工場へ行く」ことを入力する。また、例えば、故障発生の注意画面に対して、運転者はモニタ２８の画面を経由して、「後日、修理工場へ行く」ことを入力する。
［１．２．５．２．スピーカ及びマイクの動作］
スピーカ３２及びマイク３０の動作を説明する。スピーカ３２は、モニタ２８に表示する情報を、発声により運転者に通知する。スピーカ３２は、指定される言語により、情報を運転者に通知するのが好ましい。更に、スピーカ３２は、指定される言語が複数の言語から選択されるように構成されているのが好ましい。
マイク３０は、運転者の音声による入力を受け付けるようにしてもよい。ここでの運転者の音声による入力は、例えば、スピーカ３２により運転者に通知される情報に関する運転者の指示である。例えば、故障発生の警告の音声情報に対して、運転者はマイク３０を経由して、「直ぐに修理工場へ行く」ことを音声で入力する。また、例えば、故障発生の注意の音声情報に対して、運転者はマイク３０を経由して、「後日、修理工場へ行く」ことを音声で入力する。
［１．２．５．３．ルームランプの動作］
ルームランプ２６の動作を説明する。聴覚による聴き取りが苦手である運転者のために、ルームランプ２６は、照明の点滅、色変更若しくは明るさ変更により、注意若しくは警告を通知する。障害の箇所や内容によって、ルームランプ２６は、色を変えたり、点滅の間隔を変えたり、又は、明るさを変えたりするように構成されてもよい。このことにより、運転者は、不正アクセスや不具合の内容を認識して、その後の具体的な運転操作や行動の選択の指針とすることができる。
［１．３．まとめ］
本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２は、コントローラ６、不揮発性メモリ１２、及びインタフェース（８、１０）を有するストレージ装置４と、並びに、車両１の制御を電子的に行う電子制御ユニット２０とを有する車載セキュアストレージシステム２である。コントローラ６は、不揮発性メモリ１２に対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行う。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置４の不具合を簡易に且つ迅速に検出でき、その検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、コントローラ６は、電子制御ユニット２０から受信した命令を解析し、解析の結果、不揮発性メモリ１２に対する命令が不正アクセスであると判断した場合は不正アクセスに対応する所定の処理を行う。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスを簡易に且つ迅速に検出でき、その検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不揮発性メモリ１２は、複数の論理領域に分割されている。コントローラ６は、タイマによる割り込み、若しくは電子制御ユニット２０からの通信をトリガにして、複数の論理領域毎に不具合の有無を確認し、確認の結果、不具合があると判断した場合、不具合に対応する所定の処理を行う。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４の不具合を簡易に且つ迅速に検出でき、その検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスに対応する所定の処理、及び、不具合に対応する所定の処理は、電子制御ユニットへの通知である。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置４の不具合の、検出結果を、適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスの種類は、アクセス領域違反、アクセスモード違反、不正データ改竄、不正書き込み、領域外書き込みアクセス、連続アクセスモード違反、及び、自動運転用領域への不正アクセスのうちの、いずれかである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスを簡易に且つ迅速に検出できる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、アクセス領域違反であり、不正アクセスに対応する所定の処理は、電子制御ユニットからのアクセスを全て禁止することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、アクセスモード違反であり、不正アクセスに対応する所定の処理は、アクセスモードに対応するオペレーションを禁止することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、不正データ改竄であり、不正アクセスに対応する所定の処理は、不揮発性メモリ１２上の現状のデータを保護し、当該不正アクセスのあったことを電子制御ユニット２０に通知し、電子制御ユニット２０にデータの再チェックを要請することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、不正書き込みであり、不正アクセスに対応する所定の処理は、書き込まれたデータに符号を付し、当該データが書き込まれた領域を読み込み専用領域としておき、更に、後にホストから解除命令が来るまでは当該領域を読み込み専用としておく、ということである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、領域外書き込みアクセスが生じた場合であって、かつ、領域外書き込みアクセスによってアクセスされた場合に他の領域を書き込み可能領域として追加可能か否かを示す情報が追加可能である場合には、不正アクセスは、領域外書き込みアクセスであり、不正アクセスに対応する所定の処理は、不揮発性メモリ１２内で自動的に新たな領域を確保し連続領域として追加することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、連続アクセスモード違反であり、不正アクセスに対応する所定の処理は、読み込み専用モードを一旦解除し、所定のアドレスに所定のデータを書き込むまで書き込み可能とし、所定のアドレスに所定のデータが書き込まれたら読み込み専用に戻すことである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不正アクセスは、自動運転用領域への不正アクセスであり、不正アクセスに対応する所定の処理は、該当する自動運転用領域の一部若しくは全部を無効とし、又は、自動運転の機能を中止若しくは一部制限する処理を行い、更に、自動運転を中止すること、または一部の機能を制限することをホストに通告することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセスの検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不具合の種類は、車載セキュアストレージシステム内での自動リカバリが不可能な障害であると判断された障害である致命的な障害の検出、領域異常の検出、及び、致命的な障害のうち、不揮発性メモリの特定の機能に関する特定の領域に関する障害の検出のうちの、いずれかである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４の不具合を簡易に且つ迅速に検出できる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不具合は、前述の致命的な障害の検出であり、不具合に対応する所定の処理は、不揮発性メモリ１２へのホストからのアクセスを全部又は一部断絶することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４の不具合の検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不具合は、領域異常の検出であり、不具合に対応する所定の処理は、該当する領域のバックアップ領域に切り替えることである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４の不具合の検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、不具合は、前述の致命的な障害のうち、不揮発性メモリの特定の機能に関する特定の領域に関する障害の検出であり、不具合に対応する所定の処理は、外部通信により外部のサービスセンタに通知することを電子制御ユニット２０に要請することである。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４の不具合の検出結果を適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、電子制御ユニット２０は、モニタ２８と接続している。電子制御ユニット２０は通知を受けると、モニタ２８の画面に注意若しくは警告を表示する。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置４の不具合に関する検出結果を、適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、電子制御ユニット２０は、スピーカ３２及びマイク３０と接続している。電子制御ユニット２０は通知を受けると、注意若しくは警告に関する情報をスピーカ３２に発声させ、マイク３０により音声による入力を受け付ける。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置４の不具合に関する検出結果を、適切に利用することができる。
更に、本実施の形態に係る車載セキュアストレージシステム２では、電子制御ユニット２０は、ルームランプ２６と接続している。電子制御ユニット２０は通知を受けると、ルームランプ２６の点滅、色変更、若しくは明るさの変更を行う。
このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置４の不具合に関する検出結果を、適切に利用することができる。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。例えば、本実施の形態においては、不揮発性メモリ１２は、複数の論理領域に分割されたが必ずしも、分割される必要はない。つまり、不揮発性メモリ１２は、単数の論理領域のみを有するものとしても良い。また、メインバスインタフェース８、外部通信モジュール１８、および／またはメインバスインタフェース２２との間の接続はＰＣＩｅ等を用いたバス接続ではなく、イーサネット（登録商標）等を用いたネットワーク接続としてもよい。また、本実施の形態においてはコントローラ６からホストへの通知は、オペレーションに対するレスポンスまたは割込みという形で行ったが、コントローラとホストの間の情報授受の方式はこれに限られない。つまり、コントローラ６がホストに通知する代わりに、当該通知すべき内容を、不揮発性メモリ１２内の所定の領域にログとして記載しておき、ホストが自ら当該所定の領域を読み出すことで、ホストが不正アクセス、不正アクセスによって生じたデータ改竄、システムの不具合を検知できるように構成してもよい。このように構成することにより、車載セキュアストレージシステム２は、ストレージ装置４への不正アクセス又はストレージ装置の不具合に関する検出結果を、適切に利用することができる。
また、実施の形態を説明するために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本発明は、車載ストレージシステム、特に、自動運転システムを搭載する自動車における車載ストレージシステムにて利用することができる。
１・・・車両、２・・・車載セキュアストレージシステム、４・・・ストレージ装置、６・・・コントローラ、８・・・メインバスインタフェース、１０・・・サイドバンドインタフェース、１２・・・不揮発性メモリ、１４・・・ＰＣＩｅバス、１６・・・サイドバンド用バス（ＳＤバス）、１８・・・外部通信モジュール、２０・・・電子制御ユニット、２２・・・メインバスインタフェース、２４・・・サイドバンドインタフェース、２６・・・ルームランプ、２８・・・モニタ、３０・・・マイク、３２・・・スピーカ。

Claims (5)

  1. コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットと
    を有する車載セキュアストレージシステムであって、
    前記コントローラは、前記不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、前記不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行い、
    前記電子制御ユニットから受信した命令を解析し、前記解析の結果、前記不揮発性メモリに対する命令が不正アクセスであると判断した場合は前記不正アクセスに対応する所定の処理を行い、
    前記不正アクセスは、不正データ改竄であり、
    前記不正アクセスに対応する所定の処理は、前記不揮発性メモリ上の現状のデータを保護し、当該不正アクセスのあったことを前記電子制御ユニットに通知し、前記電子制御ユニットにデータの再チェックを要請することである、
    車載セキュアストレージシステム。
  2. コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットと
    を有する車載セキュアストレージシステムであって、
    前記コントローラは、前記不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、前記不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行い、
    前記電子制御ユニットから受信した命令を解析し、前記解析の結果、前記不揮発性メモリに対する命令が不正アクセスであると判断した場合は前記不正アクセスに対応する所定の処理を行い、
    前記不正アクセスは、不正書き込みであり、
    前記不正アクセスに対応する所定の処理は、書き込まれたデータに符号を付し、当該データが書き込まれた領域を読み込み専用領域としておき、更に、後にホストから解除命令が来るまでは当該領域を読み込み専用としておく、ということである、
    車載セキュアストレージシステム。
  3. コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットと
    を有する車載セキュアストレージシステムであって、
    前記コントローラは、前記不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、前記不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行い、
    前記電子制御ユニットから受信した命令を解析し、前記解析の結果、前記不揮発性メモリに対する命令が不正アクセスであると判断した場合は前記不正アクセスに対応する所定の処理を行い、
    領域外書き込みアクセスが生じた場合であって、かつ、領域外書き込みアクセスによってアクセスされた場合に他の領域を書き込み可能領域として追加可能か否かを示す情報が追加可能である場合には、
    前記不正アクセスは、領域外書き込みアクセスであり、
    前記不正アクセスに対応する所定の処理は、前記不揮発性メモリ内で自動的に新たな領域を確保し、連続領域として追加することである、
    車載セキュアストレージシステム。
  4. コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットと
    を有する車載セキュアストレージシステムであって、
    前記コントローラは、前記不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、前記不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行い、
    前記電子制御ユニットから受信した命令を解析し、前記解析の結果、前記不揮発性メモリに対する命令が不正アクセスであると判断した場合は前記不正アクセスに対応する所定の処理を行い、
    前記不正アクセスは、連続アクセスモード違反であり、
    前記不正アクセスに対応する所定の処理は、読み込み専用モードを一旦解除し、所定のアドレスに所定のデータを書き込むまで書き込み可能とし、所定のアドレスに所定のデータが書き込まれたら読み込み専用に戻すことである、
    車載セキュアストレージシステム。
  5. コントローラ、不揮発性メモリ、及びインタフェースを有するストレージ装置と、並びに、車両の制御を電子的に行う電子制御ユニットと
    を有する車載セキュアストレージシステムであって、
    前記コントローラは、前記不揮発性メモリに対して不正アクセスまたは不具合が生じていると判断した後に、前記不正アクセスまたは不具合の種類に応じて、所定の処理を行い、
    前記不揮発性メモリは、複数の論理領域に分割されており、
    前記コントローラは、タイマによる割り込み、若しくは前記電子制御ユニットからの通信をトリガにして、前記複数の論理領域毎に不具合の有無を確認し、前記確認の結果、不具合があると判断した場合、不具合に対応する所定の処理を行い、
    前記不具合は、前記車載セキュアストレージシステム内での自動リカバリが不可能な障害であると判断された障害である致命的な障害のうち、前記不揮発性メモリの特定の機能に関する特定の領域に関する障害の検出であり、
    前記不具合に対応する所定の処理は、外部通信により外部のサービスセンタに通知することを前記電子制御ユニットに要請することである、
    車載セキュアストレージシステム。
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