JP2020136863A - Communication control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、通信制御システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to communication control systems.
監視カメラ等の社会インフラシステムにおいては、取り扱われるデータや機器の制御がマルウェア等の攻撃から防御される必要がある。しかしながら、社会インフラシステムを構成する機器類は頻繁に置換えることが難しい。このため、安全対策が不十分になってしまうという問題があった。 In social infrastructure systems such as surveillance cameras, it is necessary to protect the control of the data and devices handled from attacks such as malware. However, it is difficult to frequently replace the devices that make up the social infrastructure system. For this reason, there is a problem that safety measures become insufficient.
本発明が解決しようとする課題は、社会インフラシステムを変更することなく、社会インフラシステムの安全性を向上させることができる通信制御システムを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a communication control system capable of improving the safety of the social infrastructure system without changing the social infrastructure system.
実施形態の通信制御システムは、一以上のクライアント装置と、サーバ装置と、サーバ側通信制御装置と、クライアント側通信制御装置と、ネットワーク側通信制御装置と、を持つ。前記サーバ装置は、前記クライアント装置により送信された情報を、ネットワークを介して受信する。前記サーバ側通信制御装置は、前記サーバ装置と有線で接続され、前記サーバ装置と前記ネットワークとの通信を制御する。前記クライアント側通信制御装置は、前記クライアント装置と有線で接続され、前記クライアント装置と前記ネットワークとの通信を制御する。ネットワーク側通信制御装置は、前記クライアント側通信制御装置と無線通信し、前記クライアント側通信制御装置と前記ネットワークとの通信を制御する。前記ネットワーク側通信制御装置は、鍵生成部と、証明書発行部と、認証処理部と、を持つ。鍵生成部は、前記第１秘密鍵を生成する。証明書発行部は、前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第１クライアント証明書と、前記ネットワーク側通信制御装置の正当性を証明する第１サーバ証明書とを発行する。認証処理部は、前記第１秘密鍵、前記第１クライアント証明書、および前記第１サーバ証明書を用いる第１相互認証を、前記クライアント側通信制御装置との間で行う。前記ネットワーク側通信制御装置は、前記クライアント側通信制御装置との前記第１相互認証が成功した場合、前記ネットワークを介して前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置との通信を許可する。通信が許可された前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置は、プライベート認証局により発行された第２秘密鍵、前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第２クライアント証明書、および前記サーバ側通信制御装置の正当性を証明する第２サーバ証明書を用いる第２相互認証を行う。 The communication control system of the embodiment includes one or more client devices, a server device, a server-side communication control device, a client-side communication control device, and a network-side communication control device. The server device receives the information transmitted by the client device via the network. The server-side communication control device is connected to the server device by wire and controls communication between the server device and the network. The client-side communication control device is connected to the client device by wire and controls communication between the client device and the network. The network-side communication control device wirelessly communicates with the client-side communication control device and controls communication between the client-side communication control device and the network. The network-side communication control device has a key generation unit, a certificate issuing unit, and an authentication processing unit. The key generation unit generates the first private key. The certificate issuing unit issues a first client certificate certifying the validity of the client-side communication control device and a first server certificate certifying the validity of the network-side communication control device. The authentication processing unit performs a first mutual authentication using the first private key, the first client certificate, and the first server certificate with the client-side communication control device. When the first mutual authentication with the client-side communication control device is successful, the network-side communication control device permits communication between the client-side communication control device and the server-side communication control device via the network. .. The client-side communication control device and the server-side communication control device to which communication is permitted are a second private key issued by a private authentication authority, a second client certificate proving the validity of the client-side communication control device, And the second mutual authentication using the second server certificate proving the validity of the server-side communication control device is performed.
以下、実施形態の通信制御システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the communication control system of the embodiment will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、実施形態の通信制御システム１の構成例を示す図である。通信制御システム１は、少なくとも一以上のクライアント装置１０（１０Ａ，１０Ｂ…）と、サーバ装置２０と、少なくとも一以上のクライアント側通信制御装置３０（３０Ａ，３０Ｂ…）と、サーバ側通信制御装置３１と、通信制御管理装置５０と、ネットワーク側通信制御装置（ＧＷ／ＡＰ）６０とを備える。クライアント装置１０は、例えば、既に設置されている監視カメラや、その他ＩｏＴ機器などのセンサデバイスである。よって、クライアント装置１０は、暗号化処理や復号処理を実行するために必要な十分な機能を備えていない場合もある。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the
クライアント装置１０とクライアント側通信制御装置３０とは、例えば、イーサケーブ等の有線で接続されている。クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０と無線通信する。無線通信には、例えばＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを利用した通信が含まれる。ネットワーク側通信制御装置６０は、例えば、無線通信のアクセスポイントとして機能するゲートウェイである。
The
本実施形態において、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との無線通信では、ＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）−ＴＬＳ（Transport Layer Security）のプロトコルにより接続される。クライアント側通信制御装置３０は、ＥＡＰ−ＴＬＳのサプリカント（Supplicant）として機能し、ネットワーク側通信制御装置６０は、ＥＡＰ−ＴＬＳの認証局（CA: Certificate Authority）および認証サーバ（Authentication Server）として機能する。なお、クライアント側通信制御装置３０は、さらにＥＡＰ−ＴＬＳの認証装置（Authenticator）として機能してもよい。
In the present embodiment, the wireless communication between the client-side
クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との無線通信においてＥＡＰ−ＴＬＳのプロトコルが採用されることにより、アクセスポイントとの認証レベルを向上させ、クライアント側通信制御装置３０のＳＡＭ（Secure Access Module またはSecure Application Module）の存在を活かすことができる。例えば、クライアント装置１０側の変更を極力なくすのであれば、クライアント装置１０とクライアント側通信制御装置３０との間をイーサケーブルでつなぐことにより、クライアント側通信制御装置３０側の変更も少なくて済む。一方、クライアント側通信制御装置３０を有線でネットワークＮＷに接続すると、クライアント装置１０やクライアント側通信制御装置３０の設置の自由度が低くなる。そこで、クライアント装置１０とクライアント側通信制御装置３０とを無線通信で接続する場合、家庭用途ではＷＰＡ/ＷＰＡ２−パーソナル（ＰＳＫ）レベルでよいが、企業用途であれば、やはりＷＰＡ/ＷＰＡ２−エンタープライズレベルで運用すべきである。この点を考慮すると、ＷＰＡ/ＷＰＡ２−パーソナル（ＰＳＫ）のまま、クライアント側通信制御装置３０のＴＬＳによるカプセル化により、通信路のセキュア化はできるが、ＥＡＰ−ＴＬＳのプロトコルを採用することにより、アクセスポイントとの認証レベルを向上させることができるからである。
By adopting the EAP-TLS protocol in the wireless communication between the client-side
ネットワーク側通信制御装置６０は、ネットワークＮＷを介して、有線通信でサーバ側通信制御装置３１と通信する。サーバ側通信制御装置３１は、有線通信でネットワークＮＷに接続され、ネットワークＮＷを介してネットワーク側通信制御装置６０と通信する。サーバ側通信制御装置３１とサーバ装置２０とは、有線で通信する。
The network-side
つまり、クライアント装置１０は、クライアント側通信制御装置３０を介してネットワークＮＷと接続する。サーバ装置２０は、サーバ側通信制御装置３１を介してネットワークＮＷと接続する。なお、クライアント装置１０およびサーバ装置２０の構成の詳細については後述する。
That is, the
クライアント側通信制御装置３０は、クライアント装置１０とネットワーク側通信制御装置６０との間に接続され、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間の通信を仲介する。クライアント側通信制御装置３０は、クライアント装置１０により取得されたデータをクライアント装置１０から受信し、受信したデータをサーバ装置２０に対して送信する。ここで、クライアント側通信制御装置３０は、サーバ装置２０に対してデータを送信する際に、クライアント装置１０から取得したデータを暗号化し、暗号化したデータをサーバ装置２０に対して送信する。
The client-side
また、クライアント側通信制御装置３０は、サーバ装置２０からクライアント装置１０に対して送信されるデータをサーバ側通信制御装置３１から受信し、受信したデータをクライアント装置１０に対して送信する。ここで、クライアント側通信制御装置３０が受信するデータは、例えばサーバ側通信制御装置３１により暗号化されたデータである。クライアント側通信制御装置３０は、クライアント装置１０にデータを送信する際に、サーバ側通信制御装置３１を介してサーバ装置２０から受信したデータを復号し、復号したデータをクライアント装置１０に送信する。
Further, the client-side
サーバ側通信制御装置３１は、サーバ装置２０とネットワークＮＷとの間に接続され、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間の通信を仲介する。サーバ側通信制御装置３１は、サーバ装置２０からクライアント装置１０に対して送信されるデータをサーバ装置２０から受信し、受信したデータをクライアント装置１０に対して送信する。ここで、サーバ側通信制御装置３１は、クライアント装置１０に対してデータを送信する際に、サーバ装置２０から取得したデータを暗号化し、暗号化したデータをクライアント装置１０に対して送信する。
The server-side
また、サーバ側通信制御装置３１は、クライアント装置１０からサーバ装置２０に対して送信されるデータをクライアント側通信制御装置３０から受信し、受信したデータをサーバ装置２０に対して送信する。ここで、サーバ側通信制御装置３１が受信するデータは、例えばクライアント側通信制御装置３０により暗号化されたデータである。サーバ側通信制御装置３１は、サーバ装置２０にデータを送信する際に、クライアント側通信制御装置３０を介してクライアント装置１０から受信したデータを復号し、復号したデータをサーバ装置２０に送信する。
Further, the server-side
本実施形態において、クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１が行うデータの暗号化には、例えば、ＳＳＬ（Secure Socket Layer）／ＴＬＳ（Transport Layer Security）のプロトコルによる暗号化が行われる。クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１は、例えば、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを、ＨＴＴＰと組み合わせることで、ＨＴＴＰに含まれるデータを暗号化し、安全性を向上させたＨＴＴＰＳ（HTTP Secure）に置き換える。
In the present embodiment, the data encryption performed by the client-side
なお、クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１が行うデータの暗号化は、ＨＴＴＰをＨＴＴＰＳとすることに限定されない。クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１は、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを種々の通信プロトコルと組み合わせることにより、安全性を向上させたセキュアな通信プロトコルに置き換えてもよい。例えば、クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１は、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）をＦＴＰＳ（FTP Secure）に置き換えてもよい。
The data encryption performed by the client-side
本実施形態においては、クライアント側通信制御装置３０またはサーバ側通信制御装置３１により暗号化されたデータがネットワークＮＷに出力される。換言すると、本実施形態においては、ネットワークＮＷを流れるデータは、暗号化されたデータである。このため、ネットワークＮＷで送受信されるデータに対し、外部から悪意をもってアクセスされ、データが盗聴されてしまうような危険を回避し、安全性を向上させる。なお、ここでいうデータの盗聴とは、「データを盗み見る行為」または「データを抜き取る行為」をいう。
In the present embodiment, the data encrypted by the client-side
通信制御管理装置５０は、クライアント側通信制御装置３０に対し、第２クライアント証明書、および第２クライアント秘密鍵を発行する。例えば、通信制御管理装置５０は、第２クライアント証明書、および第２クライアント秘密鍵を記憶させたＩＣカードを発行する。また、通信制御管理装置５０は、ＩＣカードが装着されたクライアント側通信制御装置３０に対し、ＩＣカードに記憶させる第２クライアント証明書、および第２クライアント秘密鍵を、ネットワークＮＷを介して送信する。
The communication
また、通信制御管理装置５０は、サーバ側通信制御装置３１に対し、第２サーバ証明書、および第２サーバ秘密鍵を発行する。例えば、通信制御管理装置５０は、第２サーバ証明書、および第２サーバ秘密鍵を記憶させたＩＣカードを発行する。また、通信制御管理装置５０は、ＩＣカードが装着されたサーバ側通信制御装置３１に対し、ＩＣカードに記憶させる第２サーバ証明書、および第２サーバ秘密鍵を、ネットワークＮＷを介して送信する。
Further, the communication
詳細については後述するが、第２クライアント証明書、第２クライアント秘密鍵、第２サーバ証明書、および第２サーバ秘密鍵のそれぞれは、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とが暗号化通信を行う場合に用いる第２共通鍵（セッション鍵）を決定するために必要な情報である。
Although the details will be described later, the client-side
また、通信制御管理装置５０は、正当なクライアント装置１０とクライアント側通信制御装置３０とのペアを登録する。例えば、通信制御管理装置５０は、クライアント装置１０のアドレス情報と、クライアント側通信制御装置３０のアドレス情報とを取得し、両アドレス情報を対応付けたホワイトリストを作成し、自装置の記憶部に格納する。アドレス情報には、例えば、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスなどが含まれる。通信制御管理装置５０は、作成したホワイトリストに基づいて、クライアント側通信制御装置３０に対し、ホワイトリストに登録されているアドレス情報のクライアント装置１０と接続するよう指示する。
Further, the communication
通信制御管理装置５０は、自装置の操作部を用いて管理者が入力することによりアドレス情報を取得してもよく、クライアント側通信制御装置３０からアドレス情報を取得してもよい。後者の場合、クライアント側通信制御装置３０は、初期設定の際に、クライアント装置１０と近距離無線通信を確立した時に取得したクライアント装置１０のアドレス情報と、自身のアドレス情報とを、ネットワークＮＷを介して通信制御管理装置５０に送信してもよい。
The communication
ここで、通信制御システム１の設置される環境の一例について説明する。クライアント装置１０とサーバ装置２０とは、社会インフラシステムを構築する構成要素（コンポーネント）である。社会インフラとは、例えば、道路交通網、発電設備、配送電設備、水処理設備、又はガス配給設備等、社会基盤を整えるために必要な設備である。社会インフラシステムとは、例えば、社会インフラを監視し、状況の変化を把握し、その変化に対応することにより、社会インフラを安定的に動作させる仕組みである。以下においては、クライアント装置１０とサーバ装置２０とは、道路や公共設備などを監視する監視システムのコンポーネントである場合を例に説明する。この場合、クライアント装置１０は、道路の状況等が撮像された撮像データを、ネットワークＮＷを介して送信する装置（ネットワーク監視カメラ）である。サーバ装置２０は、クライアント装置１０により送信された撮像データを、ネットワークＮＷを介して受信する装置である。
Here, an example of the environment in which the
なお、クライアント装置１０とサーバ装置２０とは、監視システムのコンポーネントに限定されることはない。例えば、クライアント装置１０とサーバ装置とは、発電設備や配送電設備における電力状況をモニタリングするシステムのコンポーネントであってもよいし、物流センタにおける配送状況を取得するシステム、あるいは工場や研究機関における設備の稼働状況を取得するシステム等のコンポーネントであってもよい。
The
次に、クライアント装置１０およびサーバ装置２０の構成について説明する。図２は、実施形態のクライアント装置１０とサーバ装置２０の機能構成例を示すブロック図である。
Next, the configurations of the
クライアント装置１０は、通信部１１と、クライアント制御部１２と、撮像部１３とを備える。通信部１１は、例えば、クライアント装置１０のイーサネット（登録商標）のポートである。本実施形態では、通信部１１は、クライアント側通信制御装置３０に接続され、クライアント装置１０からサーバ装置２０に対して送信されるデータをクライアント側通信制御装置３０に出力する。
The
クライアント制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサであり、クライアント装置１０を統括的に制御する。クライアント制御部１２は、例えば、通信部１１を介してサーバ装置２０からコマンドを受信した場合、サーバ装置２０からの制御に従って撮像部１３に撮像を開始または停止させたり、撮像部１３に対し撮像するカメラの方向や、撮像する際の倍率等の撮像条件を設定したりする。
The
撮像部１３は、クライアント制御部１２の指示に従い、所定箇所における風景を撮像する。撮像部１３は、撮像したデータ（撮像データ）を、クライアント制御部１２に出力する。
The
サーバ装置２０は、通信部２１と、サーバ制御部２２と、撮像データ記憶部２３と、出力部２４とを備える。通信部２１は、例えば、サーバ装置２０のイーサネット（登録商標）のポートである。本実施形態では、通信部２１は、有線ケーブルを介してサーバ側通信制御装置３１に接続され、サーバ装置２０からクライアント装置１０に対して送信されるデータをサーバ側通信制御装置３１に出力する。
The
サーバ制御部２２は、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、サーバ装置２０を統括的に制御する。サーバ制御部２２は、例えば、クライアント装置１０に対して所定のコマンドを送信する。また、サーバ制御部２２は、例えば、クライアント装置１０により撮像された撮像データを、撮像データ記憶部２３に記憶させる。撮像データ記憶部２３は、サーバ制御部２２の指示に従い、撮像データを記憶する。
The
ここで、従来システムの一例について説明する。従来のシステムにおいて、クライアント装置とサーバ装置とが、互いの通信部およびネットワークを介して直接的に接続される場合、クライアント装置とサーバ装置との間の通信には、ネットワーク監視カメラにおける一般的な通信プロトコルであるＨＴＴＰが用いられる。この場合、クライアント装置またはサーバ装置によりネットワークに出力された、暗号化されていない情報（いわゆる、平文）がネットワークを流れる。この場合、外部から悪意をもってネットワーク上のデータが取得されてしまうと、容易に撮像データが盗聴されたり、改ざんされたりする危険性がある。 Here, an example of the conventional system will be described. In a conventional system, when a client device and a server device are directly connected to each other via a communication unit and a network, communication between the client device and the server device is common in a network monitoring camera. HTTP, which is a communication protocol, is used. In this case, unencrypted information (so-called plaintext) output to the network by the client device or the server device flows through the network. In this case, if the data on the network is maliciously acquired from the outside, there is a risk that the imaged data may be easily eavesdropped or falsified.
このような不正な攻撃に対する対策として、クライアント装置が、撮像データを暗号化させてネットワークＮＷに出力させることが考えられる。しかしながら、そもそも監視カメラが備えるＣＰＵ等のプロセッサは、撮像データの圧縮や符号化の用途に用いられるために用いられる用途で用いられることが一般的であるため、さらに暗号化のための処理を行うだけの資源（リソース）を備えていない。このような場合、クライアント装置が元々有するＣＰＵでは、撮像データを暗号化させることができない。クライアント装置に撮像データを暗号化させる場合には、撮像データを暗号化するためのプロセッサを、更にクライアント装置に搭載させる等、クライアント装置のハードウェア構成の変更や置換えが必要となることが考えられる。しかしながら、クライアント装置は、監視カメラ等の社会インフラを構成するコンポーネントであるため、ハードウェア構成を変更したり置換えたりすることが容易にはできない。このような事情を鑑みると、クライアント装置に変更を加えることなく、撮像データが暗号化されてネットワークに出力されることが望ましい。 As a countermeasure against such an unauthorized attack, it is conceivable that the client device encrypts the imaged data and outputs it to the network NW. However, since a processor such as a CPU provided in a surveillance camera is generally used for the purpose of compressing or encoding image data, it is further subjected to processing for encryption. It does not have enough resources. In such a case, the CPU originally possessed by the client device cannot encrypt the captured data. When the client device encrypts the imaging data, it may be necessary to change or replace the hardware configuration of the client device, such as mounting a processor for encrypting the imaging data on the client device. .. However, since the client device is a component that constitutes social infrastructure such as a surveillance camera, it is not easy to change or replace the hardware configuration. In view of these circumstances, it is desirable that the imaging data be encrypted and output to the network without changing the client device.
本実施形態において、クライアント装置１０とネットワークＮＷとの間に接続されたクライアント側通信制御装置３０が、クライアント装置１０が送信するデータを暗号化してネットワークＮＷに出力する。また、サーバ装置２０とネットワークＮＷとの間に接続されたサーバ側通信制御装置３１が、サーバ装置２０が送信する制御データを暗号化してネットワークＮＷに出力する。これにより、クライアント装置１０、およびサーバ装置２０を変更することなく、ネットワークＮＷを流れる撮像データの安全性を向上させる。
In the present embodiment, the client-side
次に、クライアント側通信制御装置３０の構成について説明する。図３は、実施形態のクライアント側通信制御装置３０の機能構成例を示すブロック図である。
Next, the configuration of the client-side
図３に示すように、クライアント側通信制御装置３０は、無線通信部３２と、制御部３３と、装置通信部３４と、リーダライタ３５と、ＩＣカード４０とを備える。ここで、ＩＣカード４０は、「認証部」の一例である。
As shown in FIG. 3, the client-side
無線通信部３２は、ネットワーク側通信制御装置６０と無線通信し、ネットワークＮＷを介してサーバ側通信制御装置３１と無線通信を行う。
The
装置通信部３４は、有線でクライアント装置１０と接続され、クライアント装置１０と通信を行う。例えば、装置通信部３４は、クライアント装置１０からの撮像データを取得するとともに、復号された制御データをクライアント装置１０に送信する。
The
制御部３３は、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、クライアント側通信制御装置３０を統括的に制御する。制御部３３は、例えば、仲介処理部３３Ａと、鍵生成部３３Ｂと、コマンド処理部３３Ｃと、暗号化復号部３３Ｄとを備える。これらの機能部のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェア（回路部：circuitryを含む）によって実現されていてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されていてもよい。
The
仲介処理部３３Ａは、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間の通信を仲介する。例えば、仲介処理部３３Ａは、装置通信部３４を介してクライアント装置１０から受信した情報に基づいて、リーダライタ３５を介してＩＣカード４０にコマンドを送信する。仲介処理部３３Ａは、ＩＣカード４０からレスポンスを受信し、ＩＣカード４０から受信したレスポンスに基づく情報を、無線通信部３２を介してサーバ装置２０に送信する。また、仲介処理部３３Ａは、無線通信部３２を介してサーバ側通信制御装置３１から受信した情報に基づいて、リーダライタ３５を介してＩＣカード４０にコマンドを送信する。仲介処理部３３Ａは、ＩＣカード４０からレスポンスを受信し、ＩＣカード４０から受信したレスポンスに基づく情報を、装置通信部３４を介してクライアント装置１０に送信する。
The
鍵生成部３３Ｂは、第１クライアント秘密鍵と第１クライアント公開鍵とを生成する。鍵生成部３３Ｂは、生成した第１クライアント秘密鍵を、記憶部３８の鍵情報記憶部３８Ｂに記憶させる。鍵生成部３３Ｂは、生成した第１クライアント公開鍵を、無線通信部３２を用いてネットワーク側通信制御装置６０に送信する。
The
コマンド処理部３３Ｃは、各種コマンド処理を実行する。コマンド処理部３３Ｃは、例えば、ＥＡＰ−ＴＬＳハンドシェイクを行う。ＥＡＰ−ＴＬＳハンドシェイクでは、暗号化された通信に必要な鍵情報等の交換、および通信先の装置との第１相互認証を行う。ここで、第１相互認証とは、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０とが、通信を行う前に、互いに正当に認証された装置であることを相互に確認する認証処理である。ここで、コマンド処理部３３Ｃが行う処理は、「第１認証処理」の一例である。
The
暗号化復号部３３Ｄは、データを暗号化する処理、および暗号化されたデータを復号する処理を実行する。暗号化復号部３３Ｄは、無線通信部３２を介してネットワーク側通信制御装置６０から受信したデータを暗号化する。また、暗号化復号部３３Ｄは、無線通信部３２を介してネットワーク側通信制御装置６０から受信した暗号化されたデータを復号する。また、暗号化復号部３３Ｄが行う処理は、「暗号化復号処理」の一例である。
The encryption /
リーダライタ３５は、ＩＣカード４０のコンタクト部３６を介して、ＩＣカード４０の間の通信を行う。
The reader /
記憶部３８は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって実現され、プロセッサが実行するプログラムを格納する。また、記憶部３８は、例えば、証明書情報記憶部３８Ａと、鍵情報記憶部３８Ｂとを備える。証明書情報記憶部３８Ａは、ネットワーク側通信制御装置６０が発行したクライアント側通信制御装置３０に対する証明書（第１クライアント証明書）を記憶する。鍵情報記憶部３８Ｂは、鍵生成部３３Ｂが発行したクライアント側通信制御装置３０に対する秘密鍵（第１クライアント秘密鍵）等を記憶する。
The
ＩＣカード４０は、例えば、プラスチックのカード基材に、ＩＣモジュール４１を実装して形成されている。すなわち、ＩＣカード４０は、ＩＣモジュール４１と、ＩＣモジュール４１が埋め込まれたカード基材とを備える。
The
ＩＣモジュール４１は、コンタクト部３６と、ＩＣチップ４２とを備える。コンタクト部３６は、ＩＣカード４０が動作するために必要な各種信号の端子を有している。ここで、各種信号の端子は、電源電圧、クロック信号、リセット信号などを通信制御装置３０（３１）から供給を受ける端子、及び、通信制御装置３０（３１）と通信するためのシリアルデ―タ入出力端子（ＳＩＯ端子）を有する。ＩＣチップ４２は、例えば、１チップのマイクロプロセッサなどのＬＳＩ（Large Scale Integration）である。
The
ＩＣカード４０は、クライアント側通信制御装置３０に着脱可能に装着され、コンタクト部３６を介してクライアント側通信制御装置３０と通信可能である。例えば、ＩＣカード４０は、クライアント側通信制御装置３０が送信したコマンド（処理要求）を、コンタクト部３６を介して受信し、受信したコマンドに応じた処理（コマンド処理）を実行する。そして、ＩＣカード４０は、コマンド処理の実行結果であるレスポンス（処理応答）をクライアント側通信制御装置３０にコンタクト部３６を介して送信する。
The
次に、サーバ側通信制御装置３１の構成について説明する。図４は、実施形態のサーバ側通信制御装置３１の機能構成例を示すブロック図である。サーバ側通信制御装置３１は、一部において、クライアント側通信制御装置３０と同じ機能構成を有する。このため、以下異なる点について説明し、クライアント側通信制御装置３０が備える機能構成と同じ機能構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とを区別しない場合には、単に、通信制御装置３０（３１）などと称する。
Next, the configuration of the server-side
図４に示すように、サーバ側通信制御装置３１は、ＮＷ通信部３９と、制御部３３と、装置通信部３４と、リーダライタ３５と、ＩＣカード４０とを備える。制御部３３は、例えば、仲介処理部３３Ａを備える。
As shown in FIG. 4, the server-side
ＮＷ通信部３９は、ネットワークＮＷに有線で接続され、ネットワークＮＷを介して、クライアント側通信制御装置３０と通信を行う。
The
サーバ側通信制御装置３１の装置通信部３４は、有線でサーバ装置２０に接続され、サーバ装置２０からの制御データを取得するとともに、復号された撮像データをサーバ装置２０に出力する。
The
次に、ＩＣカード４０のハードウェア構成の一例について説明する。図５は、実施形態のＩＣカード４０のハードウェア構成の一例を示す図である。
Next, an example of the hardware configuration of the
上述した通り、ＩＣカード４０は、コンタクト部３６と、ＩＣチップ４２とを備えたＩＣモジュール４１を備えている。そして、ＩＣチップ４２は、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）４３と、ＣＰＵ４４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４６と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）４７とを備える。また、各構成（４３から４７）は、内部バスＢＳを介して接続されている。
As described above, the
ＵＡＲＴ４３は、上述したＳＩＯ端子を介して、クライアント側通信制御装置３０とシリアルデータ通信を行う。ＵＡＲＴ４３は、ＳＩＯ端子を介して受信したシリアルデータ信号をパラレル変換したデータ（例えば、１バイトのデータ）を内部バスＢＳに出力する。また、ＵＡＲＴ４３は、内部バスＢＳを介して取得したデータをシリアル変換して、ＳＩＯ端子を介してクライアント側通信制御装置３０に出力する。ＵＡＲＴ４３は、例えば、ＳＩＯ端子を介してコマンドをクライアント側通信制御装置３０から受信する。また、ＵＡＲＴ４３は、ＳＩＯ端子を介してレスポンスをクライアント側通信制御装置３０に送信する。
The
ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５又はＥＥＰＲＯＭ４７に記憶されているプログラムを実行して、ＩＣカード４０の各種処理を行う。ＣＰＵ４４は、例えば、コンタクト部３６を介して、ＵＡＲＴ４３が受信したコマンドに応じたコマンド処理を実行する。
The
ＲＯＭ４５は、例えば、マスクＲＯＭなどの不揮発性メモリであり、ＩＣカード４０の各種処理を実行するためのプログラム、及びコマンドテーブルなどのデータを記憶する。ＲＡＭ４６は、例えば、ＳＲＡＭ（Static RAM）などの揮発性メモリであり、ＩＣカード４０の各種処理を行う際に利用されるデータを一時記憶する。ＥＥＰＲＯＭ４７は、例えば、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ４７は、ＩＣカード４０が利用する各種データを記憶する。ＥＥＰＲＯＭ４７は、例えば、ＩＣカード４０を利用した各種サービス（アプリケーション）に使用される情報を記憶する。
The
次に、ＩＣカード４０の構成の一例について説明する。図６は、実施形態のＩＣカード４０の機能構成例を示すブロック図である。ＩＣカード４０は、通信部４０Ａと、制御部４０Ｂと、記憶部４０Ｃとを備える。ここで、図５に示されるＩＣカード４０の各部は、図４に示されるＩＣカード４０のハードウェアを用いて実現される。
Next, an example of the configuration of the
通信部４０Ａは、例えば、ＵＡＲＴ４３と、ＣＰＵ４４と、ＲＯＭ４５に記憶されているプログラムとにより実現され、コンタクト部３６を介して、例えば、クライアント側通信制御装置３０との間でコマンド及びレスポンスの送受信を行う。すなわち、通信部４０Ａは、所定の処理を要求するコマンド（処理要求）をクライアント側通信制御装置３０から受信するとともに、コマンドに対するレスポンス（処理応答）をクライアント側通信制御装置３０に送信する。通信部４０Ａは、ＵＡＲＴ４３を介してクライアント側通信制御装置３０から受信した受信データをＲＡＭ４６に記憶させる。また、通信部４０Ａは、ＲＡＭ４６に記憶されている送信データを、ＵＡＲＴ４３を介してクライアント側通信制御装置３０に送信する。
The
制御部４０Ｂは、例えば、ＣＰＵ４４と、ＲＡＭ４５と、ＲＯＭ４６又はＥＥＰＲＯＭ４７とにより実現され、ＩＣカード４０を統括的に制御する。制御部４０Ｂは、コマンド処理部４１Ｂと、暗号化復号部４２Ｂとを備える。
The
コマンド処理部４１Ｂは、各種コマンド処理を実行する。コマンド処理部４１Ｂは、例えば、後述するＨＴＴＰＳリクエストを要求するコマンド処理として、ＳＳＬ／ＴＬＳハンドシェイクを行う。ＳＳＬ／ＴＬＳハンドシェイクでは、暗号化された通信に必要な鍵情報等の交換、および通信先の装置との第２相互認証を行う。ここで、第２相互認証とは、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とが、通信を行う前に、互いに正当に認証された装置であることを相互に確認する認証処理である。
The
暗号化復号部４２Ｂは、データを暗号化する処理、および暗号化されたデータを復号する処理を実行する。暗号化復号部４２Ｂは、通信部４０Ａを介してクライアント装置１０（サーバ側通信制御装置３１の場合はサーバ装置２０）から受信したデータを暗号化する。また、暗号化復号部４２Ｂは、通信部４０Ａを介してサーバ装置２０（サーバ側通信制御装置３１の場合はクライアント装置１０）からネットワークＮＷを介して受信した暗号化されたデータを復号する。
The encryption /
コマンド処理部４１Ｂが行う処理は、「第２認証処理」の一例である。また、暗号化復号部４２Ｂが行う処理は、「暗号化復号処理」の一例である。
The process performed by the
記憶部４０Ｃは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ４７により構成された記憶部であり、証明書情報記憶部４１Ｃと、秘密情報記憶部４２Ｃとを備える。証明書情報記憶部４１Ｃは、通信制御管理装置５０が発行したクライアント装置１０（サーバ側通信制御装置３１の場合はサーバ装置２０）に対する証明書を記憶する。具体的には、クライアント側通信制御装置３０に装着されるＩＣカード４０の証明書情報記憶部４１Ｃには、第２クライアント証明書を示す情報が記憶される。また、サーバ側通信制御装置３１に装着されるＩＣカード４０の証明書情報記憶部４１Ｃには、第２サーバ証明書を示す情報が記憶される。
The
秘密情報記憶部４２Ｃは、通信制御管理装置５０が発行したクライアント装置１０（サーバ側通信制御装置３１の場合はサーバ装置２０）に対する秘密鍵を記憶する。具体的には、クライアント側通信制御装置３０に装着されるＩＣカード４０の秘密情報記憶部４２Ｃには、クライアント側通信制御装置３０に対して発行された第２クライアント秘密鍵を示す情報が記憶される。また、サーバ側通信制御装置３１に装着されるＩＣカード４０の証明書情報記憶部４１Ｃには、サーバ側通信制御装置３１に対して発行された第２サーバ秘密鍵を示す情報が記憶される。
The secret
次に、通信制御管理装置５０の構成の一例について説明する。図７は、実施形態の通信制御管理装置５０の機能構成の一例を示すブロック図である。通信制御管理装置５０は、例えば、ＮＷ（ネットワーク）通信部５０Ａと、制御部５０Ｂと、記憶部５０Ｃとを備える。
Next, an example of the configuration of the communication
ＮＷ通信部５０Ａは、ネットワークＮＷに接続され、ネットワークＮＷを介して、通信制御装置３０（３１）と通信を行う。 The NW communication unit 50A is connected to the network NW and communicates with the communication control device 30 (31) via the network NW.
制御部５０Ｂは、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、通信制御管理装置５０を統括的に制御する。制御部５０Ｂは、主に通信制御装置３０（３１）の正当性を認めるプライベート認証局として機能する。制御部５０Ｂは、鍵生成部５１Ｂと、証明書発行部５２Ｂと、証明書更新部５３Ｂと、証明書管理部５４Ｂと、管理部５５Ｂとを備える。
The control unit 50B is, for example, a processor including a CPU and the like, and controls the communication
鍵生成部５１Ｂは、例えば、通信制御装置３０（３１）からの認証申請に基づいて、後述する証明書に含まれる公開鍵に対応する秘密鍵の発行を行う。例えば、鍵生成部５１Ｂは、クライアント側通信制御装置３０からの認証申請に基づいて、第２クライアント証明書に含まれる第２クライアント公開鍵に対応する第２クライアント秘密鍵の発行を行う。例えば、鍵生成部５１Ｂは、サーバ側通信制御装置３１からの認証申請に基づいて、第２サーバ証明書に含まれる第２サーバ公開鍵に対応する第２サーバ秘密鍵の発行を行う。
The
証明書発行部５２Ｂは、例えば、通信制御装置３０（３１）からの認証申請に基づいて、通信制御装置３０（３１）の正当性を認める証明書の発行を行う。証明書には、公開鍵と、通信制御装置３０（３１）の所有者を示す情報が含まれる。例えば、証明書発行部５２Ｂは、クライアント側通信制御装置３０からの認証申請に基づいて、クライアント側通信制御装置３０の正当性を認める第２クライアント証明書の発行を行う。例えば、証明書発行部５２Ｂは、サーバ側通信制御装置３１からの認証申請に基づいて、サーバ側通信制御装置３１の正当性を認める第２サーバ証明書の発行を行う。
The
証明書更新部５３Ｂは、有効期限が渡過した証明書に対して新たな有効期限を設定することにより、証明書の更新を行う。証明書更新部５３Ｂは、例えば、通信制御装置３０（３１）からの更新申請に基づいて、当該通信制御装置３０（３１）に対して発行した証明書の有効期限を延長させた証明書を発行し、発行した証明書を通信制御装置３０（３１）に対して送信する。発行した証明書を示す情報が通信制御装置３０（３１）により受信され、且つ、通信制御装置３０（３１）のＩＣカード４０の証明書情報記憶部４１Ｃに記憶されることで、通信制御装置３０（３１）の証明書の有効期限が延長される。
The certificate renewal unit 53B renews the certificate by setting a new expiration date for the certificate whose expiration date has passed. The certificate renewal unit 53B issues, for example, a certificate with an extended expiration date of the certificate issued to the communication control device 30 (31) based on the renewal application from the communication control device 30 (31). Then, the issued certificate is transmitted to the communication control device 30 (31). The information indicating the issued certificate is received by the communication control device 30 (31) and stored in the certificate
証明書管理部５４Ｂは、既に発行済みの証明書に対する管理を行う。証明書管理部５４Ｂは、例えば、通信制御装置３０（３１）に装着されたＩＣカード４０の改ざん、または盗難等により相互認証において互いの正当性が証明されない場合に、通信制御装置３０（３１）に対して発行した証明書を無効化する処理を行う。また、証明書管理部５４Ｂは、通信制御装置３０（３１）からの問い合わせに基づいて、通信制御装置３０（３１）、および他の通信装置に対して発行した証明書が証明書管理部５４Ｂにより発行されたものか否か応答するようにしてもよい。また、証明書管理部５４Ｂは、定期的に、発行済みの証明書が正当な通信制御装置３０（３１）に使用されているかを確認するようにしてもよい。
The
管理部５５Ｂは、通信制御装置３０（３１）を管理する。例えば、管理部５５Ｂは、通信制御装置３０（３１）が行う相互認証を、ネットワークＮＷを介して遠隔制御する。
The
記憶部５０Ｃは、例えば鍵情報記憶部５１Ｃと、証明書情報記憶部５２Ｃとを備える。鍵情報記憶部５１Ｃは、例えば既に発行済みの公開鍵や、秘密鍵を示す情報を記憶する。証明書情報記憶部５２Ｃは、例えば既に発行済みの証明書を示す情報を記憶する。鍵情報記憶部５１Ｃと、証明書情報記憶部５２Ｃとは、例えば、鍵生成部５１Ｂが秘密鍵を発行する際、証明書発行部５２Ｂが証明書を発行する際などに参照される。また、鍵情報記憶部５１Ｃには、鍵生成部５１Ｂが発行した秘密鍵を示す情報が記憶される。また、証明書情報記憶部５２Ｃには、証明書発行部５２Ｂが発行した証明書を示す情報が記憶される。
The storage unit 50C includes, for example, a key
次に、ネットワーク側通信制御装置６０の構成に一例について説明する。図８は、実施形態のネットワーク側通信制御装置６０の機能構成の一例を示すブロック図である。ネットワーク側通信制御装置６０は、例えば、ＮＷ通信部６１と、無線通信部６２と、制御部６３と、記憶部６４とを備える。
Next, an example will be described in the configuration of the network-side
ＮＷ通信部６１は、ネットワークＮＷに接続され、ネットワークＮＷを介して、サーバ側通信制御装置３１と通信を行う。無線通信部６２は、クライアント側通信制御装置３０と無線通信を行う。
The
制御部６３は、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、ネットワーク側通信制御装置６０を統括的に制御する。例えば、制御部６３は、ＥＡＰ−ＴＬＳの認証局および認証サーバとして機能する。制御部６３は、例えば、鍵生成部６３Ａと、証明書発行部６３Ｂと、証明書更新部６３Ｃと、証明書管理部６３Ｄと、管理部６３Ｅと、サーバ側鍵生成部６３Ｆと、コマンド処理部６３Ｇと、暗号化復号部６３Ｈとを備える。鍵生成部６３Ａ、証明書発行部６３Ｂ、証明書更新部６３Ｃ、証明書管理部６３Ｄ、および管理部６３Ｅが、ＥＡＰ−ＴＬＳの認証局として機能する機能構成である。サーバ側鍵生成部６３Ｆと、コマンド処理部６３Ｇと、暗号化復号部６３Ｈが、ＥＡＰ−ＴＬＳの認証サーバとして機能する機能構成である。以下、サーバ側鍵生成部６３Ｆ、コマンド処理部６３Ｇ、および暗号化復号部６３Ｈを、認証処理部６３Ｊとも記す。
The
これらの機能部のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェア（回路部：circuitryを含む）によって実現されていてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されていてもよい。 Some or all of these functional units are realized by, for example, a processor such as a CPU executing a program (software) stored in the storage unit. In addition, some or all of the functions of these components may be realized by hardware such as LSI, ASIC, and FPGA (including circuit section: circuitry), or by collaboration between software and hardware. It may be realized.
鍵生成部６３Ａは、例えば、クライアント側通信制御装置３０からの認証申請に基づいて、証明書に含まれるＣＡ公開鍵に対応するＣＡ秘密鍵の発行を行う。鍵生成部６３Ａは、生成したＣＡ公開鍵とＣＡ秘密鍵とを、記憶部６４の鍵情報記憶部６４Ｂに格納する。
The
証明書発行部６３Ｂは、例えば、クライアント側通信制御装置３０からの認証申請に基づいて、クライアント側通信制御装置３０の正当性を認める第１クライアント証明書の発行を行う。例えば、証明書発行部６３Ｂは、クライアント側通信制御装置３０から受信した第１クライアント公開鍵をＣＡ秘密鍵で暗号化し、暗号化した情報に認証局のデジタル署名を付与することにより、第１クライアント証明書を発行する。
The
また、証明書発行部６３Ｂは、例えば、認証処理部６３Ｊによる認証申請に基づいて、認証処理部６３Ｊの正当性を認める第１サーバ証明書の発行を行う。例えば、証明書発行部６３Ｂは、サーバ側鍵生成部６３Ｆにより生成された第１サーバ公開鍵をＣＡ秘密鍵で暗号化し、暗号化した情報に認証局のデジタル署名を付与することにより、第１サーバ証明書を発行する。
Further, the
また、証明書発行部６３Ｂは、クライアント側通信制御装置３０（あるいは認証処理部６３Ｊ）からの認証申請に基づいて、ＣＡのルート証明書の発行を行う。ＣＡのルート証明書は、クライアント側通信制御装置３０において第１サーバ証明書が正規のものであることを確認するために使用される。また、ＣＡのルート証明書は、認証処理部６３Ｊにおいて第１クライアント証明書が正規のものであることを確認するために使用される。
Further, the
証明書更新部６３Ｃは、有効期限が渡過した証明書に対して新たな有効期限を設定することにより、証明書の更新を行う。証明書更新部６３Ｃは、例えば、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）からの更新申請に基づいて、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）に対して発行した証明書の有効期限を延長させた証明書を発行し、発行した証明書をクライアント側通信制御装置３０に対して送信（あるいは、認証処理部６３Ｊに対して出力）する。発行した証明書を示す情報がクライアント側通信制御装置３０により受信（あるいは、認証処理部６３Ｊに入力）され、且つ、クライアント側通信制御装置３０の記憶部３８（あるいは、証明書情報記憶部６４Ａ）に記憶されることで、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）の証明書の有効期限が延長される。
The
証明書管理部６３Ｄは、既に発行済みの証明書に対する管理を行う。証明書管理部６３Ｄは、例えば、第１相互認証において互いの正当性が証明されない場合、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）に対して発行した証明書を無効化する処理を行う。また、証明書管理部６３Ｄは、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）からの問い合わせに基づいて、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）、および他の通信装置に対して発行した証明書が証明書管理部６３Ｄにより発行されたものか否か応答するようにしてもよい。また、証明書管理部６３Ｄは、定期的に、発行済みの証明書が正当なクライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）に使用されているかを確認するようにしてもよい。
The
管理部６３Ｅは、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）を管理する。例えば、管理部６３Ｅは、クライアント側通信制御装置３０（あるいは、認証処理部６３Ｊ）が行う第１相互認証を、遠隔制御する。
The
サーバ側鍵生成部６３Ｆは、第１サーバ秘密鍵と第１サーバ公開鍵とを生成する。サーバ側鍵生成部６３Ｆは、生成した第１サーバ秘密鍵を、記憶部６４の鍵情報記憶部６４Ｂに記憶させる。サーバ側鍵生成部６３Ｆは、生成した第１サーバ公開鍵を、無線通信部６２を用いてクライアント側通信制御装置３０に送信する。
The server-side key generation unit 63F generates a first server private key and a first server public key. The server-side key generation unit 63F stores the generated first server secret key in the key
コマンド処理部６３Ｇは、各種コマンド処理を実行する。コマンド処理部６３Ｇは、例えば、ＥＡＰ−ＴＬＳハンドシェイクを行う。ＥＡＰ−ＴＬＳハンドシェイクでは、暗号化された通信に必要な鍵情報等の交換、および通信先の装置との第１相互認証を行う。ここで、コマンド処理部６３Ｇが行う処理は、「第１認証処理」の一例である。
The
暗号化復号部６３Ｈは、データを暗号化する処理、および暗号化されたデータを復号する処理を実行する。暗号化復号部６３Ｈは、無線通信部６２を介してクライアント側通信制御装置３０から受信したデータを暗号化する。また、暗号化復号部６３Ｈは、無線通信部６２を介してクライアント側通信制御装置３０から受信した暗号化されたデータを復号する。また、暗号化復号部６３Ｈが行う処理は、「暗号化復号処理」の一例である。
The encryption /
記憶部６４は、例えば証明書情報記憶部６４Ａと、鍵情報記憶部６４Ｂとを備える。証明書情報記憶部６４Ａは、例えば既に発行済みの証明書を示す情報を記憶する。鍵情報記憶部６４Ｂは、例えば既に発行済みの公開鍵や、秘密鍵を示す情報を記憶する。
The
証明書情報記憶部６４Ａと、鍵情報記憶部６４Ｂとは、例えば、鍵生成部６３ＡがＣＡ秘密鍵を発行する際、証明書発行部６３Ｂが各証明書を発行する際などに参照される。また、証明書情報記憶部６４Ａには、証明書発行部６３Ｂが発行した第１クライアント証明書を示す情報、第１サーバ証明書を示す情報等が記憶される。また、鍵情報記憶部６４Ｂには、鍵生成部６３Ａが発行したＣＡ秘密鍵を示す情報、ＣＡ公開鍵を示す情報、第１クライアント公開鍵を示す情報、第１サーバ公開鍵を示す情報などが記憶されている。
The certificate
次に、通信制御システム１が行う第１相互認証処理の一例について説明する。図９は、実施形態の通信制御システム１が行う第１相互認証処理の一例を示すシーケンスチャートである。
Next, an example of the first mutual authentication process performed by the
まず、クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０に対する証明書発行リクエストを送信する（ステップＳ１）。クライアント側通信制御装置３０が送信した証明書発行リクエストは、ネットワーク側通信制御装置６０により受信される（ステップＳ２）。ネットワーク側通信制御装置６０は、ＣＡ秘密鍵とＣＡ公開鍵を生成し（ステップＳ３）、記憶部６４の鍵情報記憶部６４Ｂに記憶させる。次いで、ネットワーク側通信制御装置６０は、ＣＡのルート証明書を発行するとともに（ステップＳ４）、第１クライアント証明書を発行する（ステップＳ５）。
First, the client-side
ネットワーク側通信制御装置６０は、発行したＣＡのルート証明書と第１クライアント証明書を、クライアント側通信制御装置３０に送信する（ステップＳ６）。ネットワーク側通信制御装置６０が送信したＣＡのルート証明書と第１クライアント証明書は、クライアント側通信制御装置３０により受信される（ステップＳ７）。クライアント側通信制御装置３０は、受信したＣＡの証明書と第１クライアント証明書とを記憶部３８の証明書情報記憶部３８Ａに記憶させる（ステップＳ８）。ここで、ネットワーク側通信制御装置６０は、ＣＡ公開鍵をクライアント側通信制御装置３０に送信し、クライアント側通信制御装置３０は、ＣＡ公開鍵を記憶部３８に記憶してもよい。
The network-side
また、ネットワーク側通信制御装置６０は、第１サーバ証明書を発行する（ステップＳ９）。ネットワーク側通信制御装置６０は、発行したＣＡのルート証明書、第１クライアント証明書、および第１サーバ証明書を、記憶部６４の証明書情報記憶部６４Ａに記憶させる（ステップＳ１０）。
Further, the network side
次で、クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０に対して、認証要求の開始を要求する（ステップＳ１０１）。ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０に対して、認識方式を通知する（ステップＳ１０２）。クライアント側通信制御装置３０は、例えば、ネットワーク側通信制御装置６０に対して、TLS Client Helloを送信する（ステップＳ１０３）。ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０に対して、第１サーバ証明書とユーザ名とを送信する（ステップＳ１０４）。クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０から受信した情報と、記憶部３８に記憶されている情報とに基づいて、ネットワーク側通信制御装置６０を認証する（ステップＳ１０５）。
Next, the client-side
具体的には、クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０から受信した情報が、予め準備している証明機関の情報（例えば、ＣＡのルート証明書）と一致するかを確認します。両者が一致する場合、クライアント側通信制御装置３０は、ネットワーク側通信制御装置６０を認証する。ここで、クライアント側通信制御装置３０は、ＣＡ公開鍵を用いて、ネットワーク側通信制御装置６０から受信したデジタル署名が正しいことを検証してもよい。
Specifically, the client-side
ネットワーク側通信制御装置６０を認証した場合、クライアント側通信制御装置３０は、第１クライアント証明書を取得したときのユーザ名と第１クライアント証明書を、ネットワーク側通信制御装置６０に送信する（ステップＳ１０６）。ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０から受信した情報と、記憶部６４に記憶されている情報とに基づいて、クライアント側通信制御装置３０を認証する（ステップＳ１０７）。
When the network side
具体的には、ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０から受信した情報が、予め準備している証明機関の情報（例えば、ＣＡのルート証明書）と一致するかを確認します。両者が一致する場合、ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０を認証する。ここで、ネットワーク側通信制御装置６０は、ＣＡ公開鍵を用いて、クライアント側通信制御装置３０から受信したデジタル署名が正しいことを検証してもよい。
Specifically, the network-side
クライアント側通信制御装置３０を認証した場合、ネットワーク側通信制御装置６０は、ネットワークＮＷを介してクライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との通信を許可する。クライアント側通信制御装置３０に対して、認証成功を通知する（ステップＳ１０８）。これにより、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との間で、第１相互認証によるハンドシェイクが開始される（ステップＳ１０９）。
When the client-side
クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との間の第１相互認証が正しく行われると、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０とは、それぞれ暗号化に用いる第１共通鍵を生成して交換する。
When the first mutual authentication between the client-side
なお、上記フローチャートのステップＳ１０９において、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との間の第１相互認証が正しく行われなかった場合、ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との通信を許可しない。具体的には、ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０から送信された情報をサーバ側通信制御装置３１に送信しない。この場合、ネットワーク側通信制御装置６０は、例えば、第１相互認証が正しく行われなかった場合の通信記録を通信制御管理装置５０あるいはサーバ装置２０に送信するようにしてもよい。これにより、通信制御管理装置５０あるいはサーバ装置２０は、第１相互認証が正しく行われなかった場合の通信記録を取得することができ、管理下にあるネットワーク側通信制御装置６０やクライアント側通信制御装置３０に対する不正な通信のパターンや頻度を把握することで、ネットワークの異常を監視することができる。
If the first mutual authentication between the client-side
図１０、１１は、実施形態の通信制御システム１が行う第２相互認証処理の一例を示すシーケンスチャートである。ここでは、上述したように、第１相互認証によるハンドシェイクが確立されている状態であるとする。
10 and 11 are sequence charts showing an example of the second mutual authentication process performed by the
クライアント装置１０は、撮像データをサーバ装置２０に送信する場合、まずサーバ装置２０に対するＨＴＴＰリクエストを送信する（ステップＳ１２１）。クライアント装置１０が送信したＨＴＴＰリクエストは、クライアント側通信制御装置３０により受信される（ステップＳ１２２）。クライアント側通信制御装置３０は、ＨＴＴＰリクエストを第１共通鍵で暗号化し（ステップＳ１２３）、暗号化されたＨＴＴＰリクエストを、ネットワーク側通信制御装置６０に対して送信する（ステップＳ１２４）。ネットワーク側通信制御装置６０は、受信したＨＴＴＰリクエストを第１共通鍵で復号し（ステップＳ１２５）、サーバ側通信制御装置３１に対して、復号されたＨＴＴＰＳのリクエスト（ClientHello）を送信する（ステップＳ１２６）。これにより、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との間のハンドシェイクが開始される（ステップＳ１２７）。
When transmitting the imaging data to the
具体的には、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との間で、以下に説明する処理を実行される。なお、クライアント側通信制御装置３０とネットワーク側通信制御装置６０との間では、第１共通鍵を用いた暗号化復号処理が実行されるが、処理ごとの説明は省略する。例えば、ネットワーク側通信制御装置６０は、第１共通鍵で暗号化した情報をクライアント側通信制御装置３０に対して送信し、クライアント側通信制御装置３０は、受信した情報を第１共通鍵で復号する。クライアント側通信制御装置３０は、第１共通鍵で暗号化した情報をネットワーク側通信制御装置６０に対して送信し、ネットワーク側通信制御装置６０は、受信した情報を第１共通鍵で復号する。
Specifically, the process described below is executed between the client-side
例えば、クライアント側通信制御装置３０が送信するClientHelloには、例えば、ＴＬＳのバージョン、および通信に用いる暗号方式やアルゴリズムのリストを示す情報が含まれる。サーバ側通信制御装置３１は、ClientHelloに対する応答として、クライアント側通信制御装置３０に対しＨＴＴＰＳのレスポンス（ServerHello）を送信する。サーバ側通信制御装置３１が送信するServerHelloには、例えばClientHelloで提示された選択肢の中でサーバ装置２０が選択した情報が含まれる。換言すると、クライアント側通信制御装置３０からの提示に対し、サーバ側通信制御装置３１が選択を行うことで、通信における具体的な暗号化アルゴリズムが決定される。
For example, the Client Hello transmitted by the client-side
そして、サーバ側通信制御装置３１は、暗号化通信に用いる第２共通鍵に必要な情報を送る。第２共通鍵に必要な情報には、例えば、サーバ装置２０に対して発行された公開鍵（第２サーバ公開鍵）とその証明書（第２サーバ証明書）を示す情報、およびクライアント装置１０の公開鍵（第２クライアント公開鍵）とその証明書（第２クライアント証明書）を送ることを要求する情報が含まれる。クライアント側通信制御装置３０は、サーバ側通信制御装置３１に対して、自装置に対して発行された公開鍵（第２サーバ公開鍵）とその証明書（第２サーバ証明書）、及び暗号化通信に用いる第２共通鍵に必要な情報を送る。
Then, the server-side
クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との間の第２相互認証は、例えば次のように行われる。クライアント側通信制御装置３０は、今までに受信したServerHello等から署名を生成し、サーバ側通信制御装置３１に送信する。サーバ側通信制御装置３１は、クライアント側通信制御装置３０から受信した署名を、クライアント側通信制御装置３０から受信した証明書（第２クライアント証明書）に基づいて検証する。サーバ側通信制御装置３１は、検証が成功すると、その証明書（第２クライアント証明書）が間違いなくクライアント側通信制御装置３０のものであると判定する。また、サーバ側通信制御装置３１は、今までに受信したClientHello等から署名を生成し、クライアント側通信制御装置３０に送信する。クライアント側通信制御装置３０は、サーバ側通信制御装置３１から受信した署名を、サーバ側通信制御装置３１から受信した証明書（第２サーバ証明書）に基づいて検証する。クライアント側通信制御装置３０は、検証が成功すると、その証明書（第２サーバ証明書）が間違いなくサーバ側通信制御装置３１のものであると判定する。
The second mutual authentication between the client-side
クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との間の第２相互認証が正しく行われると、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とは、それぞれ暗号化に用いる第２共通鍵を生成して交換する。
When the second mutual authentication between the client-side
サーバ側通信制御装置３１から送付されたサーバ装置２０に対して発行された公開鍵とその証明書が、クライアント側通信制御装置３０に許容される証明書であれば、サーバ側通信制御装置３１は、クライアント側通信制御装置３０から送付された公開鍵とその証明書が、サーバ側通信制御装置３１に許容される証明書であれば、ハンドシェイクを終了する。
If the public key and its certificate issued to the
サーバ側通信制御装置３１は、クライアント側通信制御装置３０とのハンドシェイクが確立されると、サーバ装置２０に対し、ＨＴＴＰリクエストを送信する（ステップＳ１２８）。ここで送信されるＨＴＴＰリクエストは、ステップＳ１２２においてクライアント装置１０から受信したＨＴＴＰリクエストである。
When the handshake with the client-side
サーバ側通信制御装置３１により送信されたＨＴＴＰリクエストは、サーバ装置２０により受信される（ステップＳ１２９）。このとき、サーバ装置２０は、クライアント装置１０からＨＴＴＰリクエストが要求されたと認識する。このため、サーバ装置２０は、クライアント装置１０に対してＨＴＴＰレスポンスを応答する（ステップＳ１３０）。サーバ装置２０が送信したＨＴＴＰレスポンスは、サーバ側通信制御装置３１により取得される（ステップＳ１３１）。
The HTTP request transmitted by the server-side
サーバ側通信制御装置３１は、取得したサーバ装置２０からのＨＴＴＰレスポンスを、ステップＳ１２７のハンドシェイクにおいて決定された第２共通鍵を用いて暗号化する（ステップＳ１３２）。サーバ側通信制御装置３１により暗号化されたＨＴＴＰレスポンスは、ネットワークＮＷを介してネットワーク側通信制御装置６０に受信される（ステップＳ１３３）。ネットワーク側通信制御装置６０は、受信した暗号化されたＨＴＴＰレスポンスを、ステップＳ１０９のハンドシェイクにおいて決定された第１共通鍵を用いて暗号化する（ステップＳ１３４）。ネットワーク側通信制御装置６０により暗号化されたＨＴＴＰレスポンスは、クライアント側通信制御装置３０に受信される（ステップＳ１３５）。
The server-side
クライアント側通信制御装置３０は、受信したＨＴＴＰレスポンスを、第１共通鍵を用いて復号するとともに、第１共通鍵を用いて復号された情報を、第２共通鍵を用いて復号する（ステップＳ１３６）。クライアント側通信制御装置３０により復号されたＨＴＴＰレスポンスは、クライアント装置１０に取得される（ステップＳ１３７）。クライアント装置１０は、復号されたＨＴＴＰレスポンスを受信する（ステップＳ１３８）。
The client-side
図１１を参照して、続きを説明する。ここでは、上述したように、第１相互認証によるハンドシェイクと、第２相互認証によるハンドシェイクの両方が確立されている状態である。ステップＳ１３８の処理において、クライアント装置１０は、サーバ装置２０からＨＴＴＰレスポンスが応答されたと認識する。このため、クライアント装置１０は、サーバ装置２０に対し、撮像データを送信する（ステップＳ１４１）。
The continuation will be described with reference to FIG. Here, as described above, both the handshake by the first mutual authentication and the handshake by the second mutual authentication are established. In the process of step S138, the
クライアント装置１０が送信した撮像データは、クライアント側通信制御装置３０により取得される（ステップＳ１４２）。クライアント側通信制御装置３０は、クライアント装置１０により送信された撮像データを、第２共通鍵を用いて暗号化するとともに、第２共通鍵を用いて暗号化された情報を、第１共通鍵を用いて暗号化する（ステップＳ１４３）。クライアント側通信制御装置３０により暗号化された撮像データは、ネットワーク側通信制御装置６０に受信される（ステップＳ１４４）。ネットワーク側通信制御装置６０は、クライアント側通信制御装置３０により送信された撮像データを、第１共通鍵を用いて復号する（ステップＳ１４５）。ネットワーク側通信制御装置６０により第１共通鍵を用いて復号された撮像データは、ネットワークＮＷを介してサーバ側通信制御装置３１に受信される（ステップＳ１４６）。
The imaging data transmitted by the
サーバ側通信制御装置３１は、受信した撮像データを、第２共通鍵を用いて復号する（ステップＳ１４７）。サーバ側通信制御装置３１により復号された撮像データは、サーバ装置２０により取得される（ステップＳ１４８）。サーバ装置２０は、復号された撮像データを受信する（ステップＳ１４９）。このとき、サーバ装置２０は、クライアント装置１０からの撮像データを受信したと認識する。
The server-side
なお、上記フローチャートのステップＳ１２７において、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との間の第２相互認証が正しく行われなかった場合、クライアント側通信制御装置３０は、通信先との通信を許可しない。具体的には、クライアント側通信制御装置３０は、通信先から送信された情報をクライアント装置１０に出力しない。相互認証が正しく行われなかった場合、通信先がサーバ側通信制御装置３１に見せかけた不正な通信装置である可能性があるためである。この場合、クライアント側通信制御装置３０は、例えば、相互認証が正しく行われなかった場合の通信記録を通信制御管理装置５０に送信するようにしてもよい。これにより、通信制御管理装置５０は相互認証が正しく行われなかった場合の通信記録を取得することができ、管理下にあるクライアント側通信制御装置３０に対する不正な通信のパターンや頻度を把握することで、ネットワークの異常を監視することができる。
If the second mutual authentication between the client-side
また、クライアント側通信制御装置３０は、上記フローチャートのステップＳ１２７において行われるハンドシェイクにおいて相互認証の代わりにクライアント装置１０に対する通信を許可する通信機器の情報を示す送信先リストに基づいて、通信先との通信を許可するか否かを判定するようにしてもよい。送信先リストに示される通信機器の情報は、例えばＵＲＬ（Uniform Resource Locator）である。クライアント側通信制御装置３０の制御部３３は、通信先のＵＲＬが送信先リストに登録されているＵＲＬである場合に当該通信先との通信を許可し、送信先リストに登録されていない場合には通信を許可しない。
Further, the client-side
また、制御部３３は、送信先リストを更新するようにしてもよい。制御部３３は、例えば、一定期間にクライアント装置１０に対する通信を許可された通信先のＵＲＬ、および許可されなかった通信先ＵＲＬを記憶させる。そして、制御部３３は、例えば、送信先リストに登録されたＵＲＬのうち、一定期間に通信が行われた通信先のＵＲＬを再度登録する等することにより送信先リストを更新する。あるいは、クライアント側通信制御装置３０は、一定期間に通信を許可された通信先ＵＲＬ、および許可されなかった通信先ＵＲＬを通信制御管理装置５０に送信するようにしてもよい。この場合、例えば、通信制御管理装置５０は、クライアント側通信制御装置３０と通信を行った通信先ＵＲＬに基づいて、送信先リストを更新するようにしてもよい。通信制御管理装置５０により送信先リストが更新されることで、通信制御管理装置５０が管理下にあるクライアント側通信制御装置３０と通信する通信機器を一括して管理することができる。
Further, the
また、クライアント側通信制御装置３０は、ステップＳ１２７において行われるハンドシェイクが確立した後にクライアント装置１０に対して送信された情報（例えば、ファームウェアの更新プログラム）の内容が正しいか否かの検証を行うようにしてもよい。例えば、クライアント側通信制御装置３０の制御部３３は、ネットワークＮＷを介してクライアント装置１０のファームウェアの更新プログラムが送信された場合、検証用の鍵（検証鍵）を用いて検証する。この場合、通信制御管理装置５０は、例えば、クライアント側通信制御装置３０およびサーバ側通信制御装置３１それぞれに検証鍵を送信するようにしてもよい。
Further, the client-side
例えば、サーバ側通信制御装置３１は、クライアント装置１０へ送信する情報（平文）からハッシュ値を生成し、生成したハッシュ値を検証鍵で暗号化する。そして、サーバ側通信制御装置３１は、平文と暗号化したハッシュ値をさらに秘密鍵で暗号してクライアント装置１０へ送信する。また、クライアント側通信制御装置３０は共通鍵を用いて情報を復号化し、平文と暗号化されたハッシュ値とを取得する。
For example, the server-side
また、クライアント側通信制御装置３０は、取得した平文からハッシュ値を生成するとともに、暗号化されたハッシュ値を検証鍵で復号する。クライアント側通信制御装置３０は、平文から生成したハッシュ値と、復号化したハッシュ値とが等しい値である場合、クライアント装置１０に対して送信された情報は正しい内容であると判定する。この場合、クライアント側通信制御装置３０は、復号した情報（平文）をクライアント装置１０に出力する。一方、クライアント側通信制御装置３０は、平文から生成したハッシュ値と復号化したハッシュ値が等しい値でない場合、クライアント装置１０に対して送信された情報は、サーバ装置２０またはサーバ側通信制御装置３１に見せかけた不正な通信装置から送信された不正な情報である可能性があると判定する。この場合、クライアント側通信制御装置３０は、復号した情報（平文）をクライアント装置１０に出力しない。
Further, the client-side
これにより、クライアント装置１０は、検証済みである正しい内容であることが検証された情報のみを受け取ることができる。また、通常、クライアント装置１０がファームウェアを更新する際の更新プログラムの内容が正しいか否かの判定を行うと考えられるが、クライアント装置１０に代わりサーバ側通信制御装置３１がクライアント装置１０に対して送信された情報の内容を検証することにより、クライアント装置１０の処理負担を軽減させることが可能となる。
As a result, the
以上説明したように、実施形態の通信制御システム１は、一以上のクライアント装置と、前記クライアント装置により送信された情報を、ネットワークを介して受信するサーバ装置と、前記サーバ装置と有線で接続され、前記サーバ装置と前記ネットワークとの通信を制御するサーバ側通信制御装置と、前記クライアント装置と有線で接続され、前記クライアント装置と前記ネットワークとの通信を制御するクライアント側通信制御装置と、前記クライアント側通信制御装置と無線通信し、前記クライアント側通信制御装置と前記ネットワークとの通信を制御するネットワーク側通信制御装置と、を備え、前記ネットワーク側通信制御装置は、前記第１秘密鍵を生成する鍵生成部と、前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第１クライアント証明書と、前記ネットワーク側通信制御装置の正当性を証明する第１サーバ証明書とを発行する証明書発行部と、前記第１秘密鍵、前記第１クライアント証明書、および前記第１サーバ証明書を用いる第１相互認証を、前記クライアント側通信制御装置との間で行う認証処理部と、を備え、前記ネットワーク側通信制御装置は、前記クライアント側通信制御装置との前記第１相互認証が成功した場合、前記ネットワークを介して前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置との通信を許可し、通信が許可された前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置は、プライベート認証局により発行された第２秘密鍵、前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第２クライアント証明書、および前記サーバ側通信制御装置の正当性を証明する第２サーバ証明書を用いる第２相互認証を行うことにより、社会インフラシステムを変更することなく、社会インフラシステムの安全性を向上させることができる。
As described above, the
また、実施形態の通信制御システム１は、クライアント装置１０とネットワークＮＷとの間に接続されるクライアント側通信制御装置３０と、サーバ装置２０とネットワークＮＷとの間に接続されるサーバ側通信制御装置３１と、を備える。クライアント側通信制御装置３０は、ＩＣカード４０と、制御部３３を有する。制御部３３は、ＩＣカード４０に、相互認証と暗号化復号処理とのうち少なくとも一方の処理を依頼し、暗号化された情報をサーバ側通信制御装置３１に送信し、復号された情報をクライアント装置１０に送信する。サーバ側通信制御装置３１は、ＩＣカード４０と、制御部３３を有する。制御部３３は、ＩＣカード４０に、相互認証と暗号化復号処理とのうち少なくとも一方の処理を依頼し、暗号化された情報をクライアント側通信制御装置３０に送信し、復号された情報をサーバ装置２０に送信する。この場合、通信制御装置３０（３１）の制御部３３は、ＩＣカード４０に相互認証の処理のみをさせてもよいし、暗号化復号処理のみをさせてもよいし、相互認証と暗号化復号処理との両方の処理をさせてもよい。
Further, the
これにより、実施形態の通信制御システム１は、社会インフラシステムを変更することなく、社会インフラシステムの安全性を向上させることができる。クライアント装置１０からサーバ装置２０に対して送信されたＨＴＴＰプロトコルの撮像データ（いわゆる平文）が、クライアント側通信制御装置３０により、例えば、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルと組み合わされて、安全性が向上されたＨＴＴＰＳに置き換えられるためである。また、サーバ装置２０かクライアント装置１０らに対して送信された制御データは、暗号化されるが、クライアント側通信制御装置３０により復号されて、クライアント装置１０に受信されるため、クライアント装置１０に復号させる処理を行わせる必要がなく、既存の装置を変更することなくそのまま利用することができる。
Thereby, the
また、実施形態の通信制御システム１では、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とが相互認証を行うため、いずれか一方方向のみの認証を行う場合よりも安全性を向上させることができる。一般的なクライアント端末とサーバ端末においては、サーバ端末に対して不特定多数のクライアント端末が通信を行うため、当該不特定多数のクライアント端末に対して正当なクライアント証明書を発行して管理し続けることは現実的ではない。しかしながら、社会インフラシステムにおいては、クライアント装置１０とサーバ装置２０の関係は明確に特定されている。このため、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１とが相互認証を行うことが可能であり、安全性を向上させることができる。
Further, in the
クライアント証明書を有していないクライアント端末の場合、サーバ端末と通信を行うために、サーバ端末が発行したＩＤやパスワードの入力を求められることがある。このようなパスワード認証においては、安全性を維持するために、パスワードに対し文字と数字を組合せた長文の文字列が要求されたり、定期的なパスワードの変更等が求められたりすることがある。しかしながら、覚えなければならないパスワードが増えると、管理が面倒になってしまい、パスワードをメモに残したり、ウェブブラウザに記録させたりするなど、かえってパスワードが漏洩してしまう場合があった。 In the case of a client terminal that does not have a client certificate, it may be required to enter an ID or password issued by the server terminal in order to communicate with the server terminal. In such password authentication, in order to maintain security, a long character string combining letters and numbers may be required for the password, or the password may be changed regularly. However, if the number of passwords that must be remembered increases, management becomes troublesome, and there are cases where the password is leaked, such as leaving the password in a memo or recording it in a web browser.
これに対し、実施形態の通信制御システム１では、クライアント側通信制御装置３０がクライアント証明書を有することにより、サーバ装置２０との間で確実に相互認証を行うことができる。このため、パスワード認証が不要となる。このため、パスワードを入力する手間や定期的に変更して管理する手間がなくなり、ユーザの利便性が向上する。つまり、ユーザに負担をかけることなく安全性を維持することができる。
On the other hand, in the
また、クライアント証明書を有していないクライアント端末が、ＩＤやパスワードによる認証に基づいてサーバ端末と通信を行う場合、ＩＤとパスワードが正しく入力できてしまえば、だれでもサーバ端末と通信することができてしまう。このため、クライアント端末を不正に乗っ取り、サーバ端末へ不正にアクセスすることが可能となってしまう。このため例えば、不正に乗っ取られたサーバ端末によってクライアント端末の機能が制限され、解除するために身代金が要求されるといったランサムウェアに感染する可能性があった。 Also, when a client terminal that does not have a client certificate communicates with the server terminal based on authentication by ID or password, anyone can communicate with the server terminal if the ID and password can be entered correctly. It can be done. Therefore, it becomes possible to illegally take over the client terminal and illegally access the server terminal. For this reason, for example, there is a possibility of being infected with ransomware in which the function of the client terminal is restricted by the illegally hijacked server terminal and a ransom is required to release it.
これに対し、実施形態の通信制御システム１では、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間で、通信制御装置３０（３１）を介した相互認証が行われることや、アドレス情報に基づいて通信相手のクライアント装置１０が制限されることなどにより、クライアント装置１０やサーバ装置２０が不正に乗っ取られることがない。つまり、実施形態の通信制御システム１では、ランサムウェアに対する対策も可能となる。
On the other hand, in the
また、例えばネットワーク内に、管理者が不在の端末（野良デバイスともいう）がある場合、その端末が不正に乗っ取られることにより、その端末がマルウェア等の攻撃を行う不正な端末として利用されてしまう場合があった。これに対し、実施形態の通信制御システム１では、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間で、通信制御装置３０（３１）を介した相互認証が行われることや、アドレス情報に基づいて通信相手のクライアント装置１０が制限されることなどにより、ネットワークＮＷの内部にある管理者が不在の端末が不正に乗っ取られて攻撃に利用された場合であっても、マルウェア等に感染することを防止することができる。
In addition, for example, if there is a terminal (also called a stray device) in which the administrator is absent in the network, the terminal is illegally hijacked and the terminal is used as an unauthorized terminal that attacks malware or the like. There was a case. On the other hand, in the
また、実施形態の通信制御システム１では、サーバ装置２０がサーバ側通信制御装置３１に接続されており、サーバ装置２０の内部で認証処理を行わない。このため、サーバ装置２０の内部で証明書等を保持する必要がなく、サーバ側通信制御装置３１に接続されたサーバ装置２０が通信制御管理装置５０の管理下であることが明確となる。もっとも、サーバ装置２０が、すでにサーバ側通信制御装置３１に相当する機能部を有している場合には、必ずしもサーバ装置２０とネットワークＮＷとの間にサーバ側通信制御装置３１が物理的に接続される必要はない。この場合、サーバ装置２０が元々有するサーバ側通信制御装置３１に相当する機能部により、クライアント側通信制御装置３０との間の認証処理が行われる。
Further, in the
また、実施形態の通信制御システム１では、ＩＣカード４０の制御部４０Ｂにおいて、相互認証と暗号化復号処理とのうち少なくともいずれか一方を行わせる。このため、通信制御装置３０（３１）の装置コストを抑制することができる。
Further, in the
なお、実施形態の通信制御システム１においては、通信制御装置３０（３１）に装着されたＩＣカード４０が、相互認証と暗号化復号処理とのうち少なくともいずれか一方の処理を行う例を説明したが、当該処理を行う機能部がＩＣカードに限定されることはない。実施形態のＩＣカード４０としては、秘密鍵およびクライアント証明書（あるいは、サーバ証明書）を記憶する記憶機能と、相互認証と暗号化復号処理とのうち少なくともいずれか一方を行う処理機能を有している機能部であればよく、例えば、ＩＣチップが搭載されたＳＩＭカードであってもよい。
In the
また、実施形態の通信制御システム１においては、クライアント側通信制御装置３０のＩＣカード４０は、クライアント側通信制御装置３０に対して着脱可能に装着される。これにより、実施形態の通信制御システム１においては、ＩＣカード４０とクライアント側通信制御装置３０とが分離可能であるため、どちらか一方を交換する場合には、当該一方のデバイスを交換すればよい。例えば、ＩＣカード４０とクライアント側通信制御装置３０とが一体化された場合には、ＩＣカード４０に相当する部分を交換する場合には、クライアント側通信制御装置３０全体を交換しなければならないが、この場合と比較して、実施形態の通信制御システム１では、クライアント側通信制御装置３０が有するＩＣカード４０等の特定の部分を交換する場合のメンテナンスコストを抑制することができる。
Further, in the
また、実施形態の通信制御システム１は、通信制御管理装置５０を更に備え、通信制御管理装置５０は、クライアント側通信制御装置３０に装着されたＩＣカード４０に記憶させる秘密鍵、及びクライアント証明書をクライアント側通信制御装置３０に送信し、サーバ側通信制御装置３１に装着されたＩＣカード４０に記憶させる秘密鍵、及びサーバ証明書をサーバ側通信制御装置３１に送信する。これにより、実施形態の通信制御システム１は、通信制御管理装置５０により発行された正当な秘密鍵、証明書を用いて、ハンドシェイクを行い、共通鍵を決定することができ、上述した効果を奏する他、社会インフラシステムの安全性を更に向上させることができる。
Further, the
以上、実施形態の通信制御システム１について説明したが、実施形態の構成は、上記例に限定されない。例えば、通信制御装置３０（３１）は、処理の負荷に基づき、ハードウェアにより通信制御装置３０（３１）の機能を実現するＨＳＭ（Hardware Security Module）を用いてもよい。
Although the
また、実施形態の通信制御システム１においては、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いたセキュアな通信を常時行うようにしてもよいし、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いた通信を行うか否かを選択可能にしてもよい。また、クライアント装置１０とサーバ装置２０との間における双方向の通信のうち一方の方向の通信のみをＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いた通信としてもよい。また、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いたセキュアな通信を常時行うようにしてもよいし、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いた通信を行うか否かを選択可能にしてもよい。ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いた通信を常時行うようにすることで、通信制御装置３０（３１）により認証された正当な通信制御装置３０（３１）とは異なる装置からの通信を遮断することができる。このため、クライアント装置１０やサーバ装置２０に対する不正なアクセスや、クライアント装置１０やサーバ装置２０がマルウェアに感染することを抑止することができる。
Further, in the
また、実施形態の通信制御システム１においては、ＳＳＬ／ＴＬＳプロトコルを用いた通信を常時行い、クライアント装置１０やサーバ装置２０に対する不正なアクセスを記憶するようにしてもよい。この場合、通信制御管理装置５０に不正なアクセスの記録が送信されるようにしてもよい。通信制御管理装置５０は、不正なアクセスの有無を認識することができ、システム全体に対する大規模攻撃が開始される前の予兆の段階を検出して対策することが可能となる。
Further, in the
また、実施形態の通信制御システム１においては、通信制御装置３０（３１）に装着するＩＣカード４０に、ＣＣ（Common Criteria/ISO15408）認証を取得したセキュアエレメントと呼ばれる耐タンパ性の高いチップを搭載してもよい。このチップを用いて、秘密鍵や公開鍵を含む証明書を記憶させることにより、非常に高い安全性を維持することができる。
Further, in the
また、実施形態の通信制御システム１においては、サーバ装置２０や通信制御管理装置５０等から、通信制御装置３０（３１）を介して、クライアント装置１０のプログラムを更新させるようにしてもよい。通信制御装置３０（３１）を介してプログラムの更新（ファームウェアのアップデート）が行われることにより、安全にクライアント装置１０の機能を更新させることができる。このようにサーバ装置２０からクライアント装置１０に対してファームウェアが送信される場合、サーバ装置２０から送信されるファームウェアには、例えばサーバ側通信制御装置３１により暗号化されたサーバ装置２０の署名が付与される。この場合、クライアント装置１０では、クライアント側通信制御装置３０により署名が復号されることにより、送信されたファームウェアが間違いなくサーバ装置２０から送信されたファームウェアであると判定することができる。これにより、あたかもサーバ装置２０であるかのように装う不正な端末から、不正なファームウェアがクライアント装置１０に送信されてしまった場合であっても、クライアント装置１０に対し不正なファームウェアに基づく誤った更新がなされてしまうことを排除することができる。
Further, in the
また、このように通信制御装置３０（３１）を介して通信が行われることにより、サーバ装置２０や通信制御管理装置５０等からクライアント装置１０にファームウェアを安全に更新することができるため、作業員が複数のクライアント装置１０に対して物理的に各々のクライアント装置１０が設置されている場所まで移動してファームウェアのアップデート作業を行う場合と比較して、作業コストを低減させることも可能である。
Further, by performing communication via the communication control device 30 (31) in this way, the firmware can be safely updated from the
また、実施形態の通信制御システム１においては、サーバ装置２０や通信制御管理装置５０等から、通信制御装置３０（３１）を介して、クライアント装置１０の起動や停止を行ってもよい。通信制御装置３０（３１）を介して起動や停止（リモートアクティベーション）が行われることにより、安全にクライアント装置１０の機能を更新させることができ、セキュアな遠隔制御を実現させることができる。
Further, in the
なお、上述した実施形態の通信制御システム１において、クライアント側通信制御装置３０−１がサーバ側通信制御装置３１−１と通信を行う例を説明したが、クライアント側通信制御装置３０の通信先はこれに限定されることはない。例えば、クライアント側通信制御装置３０−１は、クライアント側通信制御装置３０−２と通信を行ってもよい。クライアント側通信制御装置３０−１は、クライアント側通信制御装置３０−２から通信開始の合図を受信した場合、まずクライアント側通信制御装置３０−２との間で相互認証を行い、クライアント側通信制御装置３０−２が正当な通信端末であることを確認する。そして、相互認証が正しく行われた場合、クライアント側通信制御装置３０−１は、クライアント側通信制御装置３０−２から受信した情報をクライアント装置１０に出力する。暗号を使用して送信データに認証子が付与されることにより、通信情報の改ざんの検出及び送信者の特定が可能となる。このため、本実施形態の通信制御システム１においては、クライアント側通信制御装置３０とサーバ側通信制御装置３１との通信、及びクライアント側通信制御装置３０同士の通信において、「正しい相手から」、「改ざんされていないデータを受け取る」ことを確実にすることができる。
In the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
例えば、ネットワーク側通信制御装置６０は、無線通信のアクセスポイントとして機能するゲートウェイと別装置であってもよい。また、ＥＡＰ−ＴＬＳの認証局として機能する機能構成は、通信制御管理装置５０に搭載されてもよい。
For example, the network-side
１…通信制御システム、１０…クライアント装置、２０…サーバ装置、３０…クライアント側通信制御装置、３１…サーバ側通信制御装置、３３Ａ…仲介処理部、３３Ｂ…鍵生成部、３３Ｃ…コマンド処理部、３３Ｄ…暗号化復号部、６０…ネットワーク側通信制御装置、６３…制御部、６３Ａ…鍵生成部、６３Ｂ…証明書発行部、６３Ｃ…証明書更新部、６３Ｄ…証明書管理部、６３Ｅ…管理部、６３Ｆ…サーバ側鍵生成部、６３Ｇ…コマンド処理部、６３Ｈ…暗号化復号部 1 ... Communication control system, 10 ... Client device, 20 ... Server device, 30 ... Client side communication control device, 31 ... Server side communication control device, 33A ... Mediation processing unit, 33B ... Key generation unit, 33C ... Command processing unit, 33D ... encryption / decryption unit, 60 ... network side communication control device, 63 ... control unit, 63A ... key generation unit, 63B ... certificate issuing unit, 63C ... certificate renewal unit, 63D ... certificate management unit, 63E ... management Unit, 63F ... Server-side key generation unit, 63G ... Command processing unit, 63H ... Encryption / decryption unit
Claims (6)
前記クライアント装置により送信された情報を、ネットワークを介して受信するサーバ装置と、
前記サーバ装置と有線で接続され、前記サーバ装置と前記ネットワークとの通信を制御するサーバ側通信制御装置と、
前記クライアント装置と有線で接続され、前記クライアント装置と前記ネットワークとの通信を制御するクライアント側通信制御装置と、
前記クライアント側通信制御装置と無線通信し、前記クライアント側通信制御装置と前記ネットワークとの通信を制御するネットワーク側通信制御装置と、を備え、
前記ネットワーク側通信制御装置は、
第１秘密鍵を生成する鍵生成部と、
前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第１クライアント証明書と、前記ネットワーク側通信制御装置の正当性を証明する第１サーバ証明書とを発行する証明書発行部と、
前記第１秘密鍵、前記第１クライアント証明書、および前記第１サーバ証明書を用いる第１相互認証を、前記クライアント側通信制御装置との間で行う認証処理部と、を備え、
前記ネットワーク側通信制御装置は、
前記クライアント側通信制御装置との前記第１相互認証が成功した場合、前記ネットワークを介して前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置との通信を許可し、
通信が許可された前記クライアント側通信制御装置と前記サーバ側通信制御装置は、
プライベート認証局により発行された第２秘密鍵、前記クライアント側通信制御装置の正当性を証明する第２クライアント証明書、および前記サーバ側通信制御装置の正当性を証明する第２サーバ証明書を用いる第２相互認証を行う、
通信制御システム。 With one or more client devices,
A server device that receives information transmitted by the client device via a network, and a server device.
A server-side communication control device that is connected to the server device by wire and controls communication between the server device and the network.
A client-side communication control device that is connected to the client device by wire and controls communication between the client device and the network.
A network-side communication control device that wirelessly communicates with the client-side communication control device and controls communication between the client-side communication control device and the network is provided.
The network side communication control device is
The key generator that generates the first private key,
A certificate issuing unit that issues a first client certificate that certifies the validity of the client-side communication control device and a first server certificate that certifies the validity of the network-side communication control device.
It includes an authentication processing unit that performs a first mutual authentication using the first private key, the first client certificate, and the first server certificate with the client-side communication control device.
The network side communication control device is
When the first mutual authentication with the client-side communication control device is successful, communication between the client-side communication control device and the server-side communication control device is permitted via the network.
The client-side communication control device and the server-side communication control device that are permitted to communicate are
A second private key issued by a private certificate authority, a second client certificate certifying the validity of the client-side communication control device, and a second server certificate certifying the validity of the server-side communication control device are used. Perform the second mutual authentication,
Communication control system.
前記第２相互認証が成功した場合、前記第２相互認証により決定された共通鍵を用いて前記クライアント装置により前記サーバ装置に対して送信される情報を暗号化し、前記暗号化された情報を前記ネットワーク側通信制御装置および前記ネットワークを介して前記サーバ側通信制御装置に送信するとともに、前記サーバ装置により前記クライアント装置に対して送信された情報を復号し、復号された情報を前記クライアント装置に送信し、
前記サーバ側通信制御装置は、
前記第２相互認証が成功した場合、前記共通鍵を用いて前記サーバ装置により前記クライアント装置に対して送信される情報を暗号化し、前記暗号化された情報を前記ネットワークおよび前記ネットワーク側通信制御装置を介して前記クライアント側通信制御装置に送信するとともに、前記クライアント装置により前記サーバ装置に対して送信された情報を復号し、前記復号された情報を前記サーバ装置に送信する、
請求項１に記載の通信制御システム。 The client-side communication control device is
When the second mutual authentication is successful, the information transmitted by the client device to the server device is encrypted using the common key determined by the second mutual authentication, and the encrypted information is used as described above. It is transmitted to the server-side communication control device via the network-side communication control device and the network, the information transmitted to the client device by the server device is decoded, and the decoded information is transmitted to the client device. And
The server-side communication control device is
When the second mutual authentication is successful, the information transmitted to the client device by the server device is encrypted using the common key, and the encrypted information is used for the network and the network-side communication control device. It is transmitted to the client-side communication control device via the above, the information transmitted to the server device by the client device is decoded, and the decoded information is transmitted to the server device.
The communication control system according to claim 1.
無線通信のアクセスポイントとして機能するゲートウェイである、
請求項１または２に記載の通信制御システム。 The network side communication control device is
A gateway that functions as an access point for wireless communication,
The communication control system according to claim 1 or 2.
ＥＡＰ−ＴＬＳ認証を用いて、前記第１相互認証を行う、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の通信制御システム。 The network side communication control device is
The first mutual authentication is performed using EAP-TLS authentication.
The communication control system according to any one of claims 1 to 3.
前記クライアント側通信制御装置により生成された第１クライアント公開鍵を前記第１秘密鍵で暗号化した情報と、デジタル署名とに基づいて、前記第１クライアント証明書を発行し、
第１サーバ公開鍵を生成して、生成した前記第１サーバ公開鍵を前記第１秘密鍵で暗号化した情報と、前記デジタル署名とに基づいて、前記第１サーバ証明書を発行する、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の通信制御システム。 The certificate issuing unit of the network-side communication control device is
The first client certificate is issued based on the information obtained by encrypting the first client public key generated by the client-side communication control device with the first private key and the digital signature.
A first server public key is generated, and the first server certificate is issued based on the information obtained by encrypting the generated first server public key with the first private key and the digital signature.
The communication control system according to any one of claims 1 to 3.
前記クライアント側通信制御装置からの証明書発行リクエストに応じて前記第１クライアント証明書とルート証明書とを発行して、発行した前記第１クライアント証明書と前記ルート証明書とを前記クライアント側通信制御装置に送信するとともに、前記クライアント側通信制御装置からの接続要求に応じて前記第１サーバ証明書を前記クライアント側通信制御装置に送信し、
前記クライアント側通信制御装置は、
前記ネットワーク側通信制御装置から受信した前記ルート証明書と前記第１サーバ証明書とに基づいて前記ネットワーク側通信制御装置を認証し、前記ネットワーク側通信制御装置を認証した場合、前記第１クライアント証明書を前記ネットワーク側通信制御装置に送信し、
前記ネットワーク側通信制御装置は、
前記クライアント側通信制御装置から受信した前記第１クライアント証明書と自身が発行した前記ルート証明書とに基づいて、前記クライアント側通信制御装置を認証し、前記クライアント側通信制御装置を認証した場合、前記第１相互認証が成功であると判定する、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の通信制御システム。 The network side communication control device is
The first client certificate and the root certificate are issued in response to a certificate issuance request from the client-side communication control device, and the issued first client certificate and the root certificate are communicated with the client-side communication. In addition to transmitting to the control device, the first server certificate is transmitted to the client-side communication control device in response to a connection request from the client-side communication control device.
The client-side communication control device is
When the network side communication control device is authenticated based on the root certificate received from the network side communication control device and the first server certificate, and the network side communication control device is authenticated, the first client certification Send the certificate to the network side communication control device,
The network side communication control device is
When the client-side communication control device is authenticated and the client-side communication control device is authenticated based on the first client certificate received from the client-side communication control device and the root certificate issued by the client-side communication control device. Judging that the first mutual authentication is successful,
The communication control system according to any one of claims 1 to 3.
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