JP6262353B2 - メッシュネットワークコミッショニング - Google Patents
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Description
本願は、2014年6月24日に出願された米国仮特許出願連続番号第62/016,450号の、米国特許法第119条(e)による優先権を主張する。本願はまた、2014年10月13日に出願された米国仮特許出願連続番号第62/063,135号の優先権を主張する。本願はまた、2015年2月12日に出願された米国仮特許出願連続番号第62/115,601号の優先権を主張する。本願はまた、2015年4月2日に出願された米国仮特許出願連続番号第62/141,853号の優先権を主張する。
デバイスを互いに、およびクラウドベースのサービスに接続するために無線メッシュネットワーキングを使用することは、環境条件を感知し、機器を制御し、情報および警告をユーザに提供するためにますます普及している。しかしながら、メッシュネットワーク上の多くのデバイスは、バッテリー電源で長時間動作するように設計されており、それは、デバイスにおける利用可能な計算、ユーザインターフェイス、および無線リソースを制限する。加えて、メッシュネットワークのセキュリティを保証するために、メッシュネットワークに参加してそこで動作するデバイスのアイデンティティが認証され、デバイスにコミッショニングされるクレデンシャルに基づいて、メッシュネットワーク内の通信が暗号化される。しかしながら、メッシュネットワークの遍在性およびスケールが増加するにつれて、コミッショニング手法は、コミッショニングについてのユーザ体験の品質や、コミッショニング中にデバイスを正しいメッシュネットワークに参加させ、クレデンシャルをデバイスに安全に注入し、デバイスおよびアプリケーションに特有の情報をデバイスにプロビジョニングする精度を制限する。
この概要は、メッシュネットワークコミッショニングの簡略化された概念を紹介するために提供される。簡略化された概念は、以下の詳細な説明でさらに説明される。この概要は、請求される主題の本質的な特徴を識別するよう意図されておらず、また、請求される主題の範囲を定める際に使用されるよう意図されてもいない。
メッシュネットワークコミッショニングの実施形態を、以下の図面を参照して説明する。同様の特徴およびコンポーネントに言及するために、図面全体を通して同じ数字が使用される。
無線メッシュネットワークは、メッシュネットワーク内のトラフィック用の信頼できる冗長な通信経路を提供するメッシュトポロジーで接続された無線ノードを有する通信ネットワークである。無線メッシュネットワークは、メッシュネットワーク内のデバイス間でトラフィックを転送するために、複数の無線リンク、すなわちホップを使用する。これは、単一の無線リンクによってカバーされるエリアよりも大きいエリアのカバレージを提供する。
メッシュネットワーク100にデバイスを参加させるために、第1のデバイスが、メッシュネットワーク100に参加するためのコミッショニングデバイス用のコミッショニングクレデンシャルと、メッシュネットワーク100の安全な動作のためのネットワーククレデンシャルとを確立するためにコミッショニングされる。コミッショニングデバイス210は、任意のルータ適格エンドデバイス104であり得る第1のデバイスに接続する。第1のデバイスは、メッシュネットワーク100の帯域外でコミッショニングされる。第1のデバイスをコミッショニングデバイス210に接続するために、USB、アドホックWi−Fi、Bluetooth(登録商標)、ポイント・ツー・ポイントIEEE802.15.4などの任意の好適な接続が使用されてもよい。
図6は、コミッショニングデバイス210、ボーダールータ202、およびリーダー216間のトランザクションを示すことにより、コミッショナーセッションを確立するプロセス600を示す。メッシュネットワーク100は限られた数のアクティブなコミッショニングデバイス210を有していてもよいが、コミッショナーの役割を行なうことができる複数の潜在的なコミッショニングデバイス210があってもよい。リーダー216は、メッシュネットワーク100用の有限の一組のアクティブなコミッショナーのみが存在することを保証する責任を負う。限定ではなく例として、有限の一組のアクティブなコミッショナーは、単一のアクティブなコミッショナーに限定されてもよい。アクティブなコミッショナーになるために、コミッショニングデバイス210は、メッシュネットワーク用のコミッショナーになるよう、リーダー216に申請する。
メッシュネットワーク100に新規デバイスを安全にコミッショニングするために、ジョイナーセッションが、コミッショニングデバイス210と参加デバイス212との間に確立される。ジョイナーセッションは、コミッショニングデバイス210と参加デバイス212との間でメッシュネットワーク100を通る通信トンネルである。参加デバイスクレデンシャルは、参加デバイス212がメッシュネットワーク100に参加するのに適格であることを認証するために使用されるヒューマンスケールのパスフレーズである。参加デバイスクレデンシャルは、任意の好適な帯域外メカニズムによって、参加デバイス212とコミッショニングデバイス210との間で通信される。たとえば、参加デバイスクレデンシャルは、参加デバイス212上に位置するQRコードまたはバーコードをコミッショニングデバイス210に含まれるカメラでスキャンすることにより、参加デバイス212のシリアルナンバーをコミッショニングデバイス210のユーザインターフェイスに入力することにより、といったように通信されてもよい。
参加デバイス212がメッシュネットワーク100に参加する場合、参加デバイス212はプロビジョニングも必要とする場合がある。プロビジョニングは、参加デバイス212におけるファームウェアを更新すること、参加デバイス212を構成すること、メッシュネットワーク100上の他のデバイスに関連するローカル構成を提供すること、参加デバイス212をクラウドサービス208上のユーザのアカウントにリンクすること、参加デバイス212をクラウドベースのアプリケーションサーバにリンクすること、などを含んでいてもよい。依然として確立されているものの、コミッショナーセッションおよびジョイナーセッションは、参加デバイス212がメッシュネットワーク100に参加するためにネットワーククレデンシャルを使用する前に、参加デバイス212をプロビジョニングするために安全な接続を提供するために使用される。
無線メッシュネットワークは、電波スペクトルを共有してもよい。IEEE802.15.4などの規格は複数のチャネルを規定しており、それは、複数のネットワークが電波スペクトルの帯域内で動作することを可能にする。加えて、メッシュネットワーク100にコミッショニングするべきデバイスがたくさんある場合、参加デバイス212が参加すべき正しいメッシュネットワーク100を捜索するのを支援するために、ビーコンにおけるステアリングデータを使用して、多くの参加デバイス212用の複数のデバイス識別子を効率的に通信することが望ましい。複数のメッシュネットワークが同じ電波スペクトルおよび/または基本的な業界標準ネットワーキングプロトコルを共有する環境において、複数の参加デバイス212を正しいメッシュネットワーク100に安全に参加させる、メッシュネットワークコミッショニング手法が説明される。
図9は、メッシュネットワーク100の分裂または分割が生じた場合のメッシュネットワーク100を示す。たとえば、ルータ102のうちの1つが停電して、メッシュネットワーク100の1つの区画または断片が別の区画と通信するのを防げるメッシュネットワーク100の分裂をもたらす場合がある。一方、無線妨害がメッシュネットワーク100の一部における通信を阻止して、メッシュネットワーク100の分裂を生み出す場合がある。メッシュネットワーク100が2つのネットワーク断片902および904へと分裂する場合、ネットワーク断片904は断片904用のリーダーを選択するであろう。また、断片902用のコミッショナーとは異なる断片904用のコミッショナーを受入れるかもしれない。断片のどちらかまたは双方が、分裂中にネットワーククレデンシャルを更新するかもしれない。
Claims (12)
- メッシュネットワークのリーダーデバイスによって実現される方法であって、前記方法は、
メッシュネットワークに参加するように参加デバイスをコミッショニングするためのコミッショナーとしてコミッショニングデバイスを受入れるための申請を、安全な通信を介して、リーダーデバイスによって受信するステップと、当該申請は、コミッショニングデバイスのコミッショナー識別ストリングを含む要求メッセージとして受信され、
受信された申請を受入れるかまたは拒否するかを判断するステップと、
前記判断の表示を含む応答を送信するステップと、
前記判断が受入れであることに応答して、メッシュネットワーク用のアクティブなコミッショナーを追跡するリーダーデバイスのコミッショニングデータセットの内部のコピーを更新するステップと、
コミッショニングデバイスから、メッシュネットワーク用の参加モードを開始するためのコマンドを受信するステップとを含み、
コミッショニングデータセットは、
コミッショナーセッション識別子と、
コミッショナータイムスタンプと、
暗号化されたコミッショナークレデンシャルと、
どのセキュリティ関連動作がメッシュネットワークにおいて許可されているかを示すセキュリティポリシーとを含む、方法。 - メッシュネットワーク内でコミッショニングデータセットを伝搬するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- リーダーデバイスのコミッショニング中にリーダーデバイスに注入されたコミッショニングクレデンシャルから、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルを導き出すステップをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- 暗号化されたコミッショニングクレデンシャルの導出は、キー導出関数を適用することによって行なわれ、キー導出関数は、暗号ベースのメッセージ認証コード(CMAC)を
使用してハッシングを複数回行なう、請求項3に記載の方法。 - ボーダールータがコミッショニングデバイスをメッシュネットワークに認証することを可能にするために有効である、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルのコピーをボーダールータに送信するステップをさらに含む、請求項3または4に記載の方法。
- コミッショナーがメッシュネットワーク上でアクティブである場合、コミッショニングデータセットは、ボーダールータのルートロケータ(RLOC)をさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- メッシュネットワークのリーダーデバイスとして実現されるメッシュネットワークデバイスであって、メッシュネットワークデバイスは、
メッシュネットワークにおける通信のために構成されたメッシュネットワークインターフェイスと、
コミッショニングアプリケーションを実現するためのメモリおよびプロセッサシステムとを含み、コミッショニングアプリケーションは、
メッシュネットワークインターフェイスを介して、安全な通信を通して、メッシュネットワークに参加するように参加デバイスをコミッショニングするためのコミッショナーとしてコミッショニングデバイスを受入れるための申請を受信し、当該申請は、コミッショニングデバイスのコミッショナー識別ストリングを含む要求メッセージとして受信され、
受信された申請を受入れるかまたは拒否するかを判断し、
受信された申請を受入れるかまたは拒否するかの判断の表示を含む応答が送信されるのを開始し、
判断が受信された申請の受入れであることに応答して、メッシュネットワーク用のアクティブなコミッショナーを追跡するリーダーデバイスのコミッショニングデータセットの内部のコピーを更新し、
コミッショニングデバイスから、メッシュネットワーク用の参加モードを開始するためのコマンドを受信するように構成され、
コミッショニングデータセットは、
コミッショナーセッション識別子と、
コミッショナータイムスタンプと、
暗号化されたコミッショナークレデンシャルと、
どのセキュリティ関連動作がメッシュネットワークにおいて許可されているかを示すセキュリティポリシーとを含み、
コミッショニングアプリケーションはさらに、リーダーデバイスのコミッショニング中にリーダーデバイスに注入されたコミッショニングクレデンシャルから、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルを導き出すように構成され、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルの導出は、キー導出関数を適用することによって行なわれ、キー導出関数は、暗号ベースのメッセージ認証コード(CMAC)を使用してハッシングを複数回行なう、メッシュネットワークデバイス。 - コミッショニングアプリケーションは、メッシュネットワーク内でコミッショニングデータセットを伝搬するように構成されている、請求項7に記載のメッシュネットワークデバイス。
- コミッショニングアプリケーションは、ボーダールータがコミッショニングデバイスをメッシュネットワークに認証することを可能にするために有効である、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルのコピーをボーダールータに送信するように構成されている、請求項7または8に記載のメッシュネットワークデバイス。
- コミッショナーがメッシュネットワーク上でアクティブである場合、コミッショニングデータセットは、ボーダールータのルートロケータ(RLOC)をさらに含む、請求項7から9のいずれか1項に記載のメッシュネットワークデバイス。
- メッシュネットワークシステムであって、
メッシュネットワークに参加するように1つ以上の参加デバイスをコミッショニングするためのコミッショナーになるよう申請するように構成されたコミッショニングデバイスと、
メッシュネットワークのリーダーデバイスとを含み、リーダーデバイスは、
メッシュネットワークに参加するように参加デバイスをコミッショニングするためのコミッショナーとしてコミッショニングデバイスを受入れるための申請を、安全な通信を通して受信し、当該申請は、コミッショニングデバイスのコミッショナー識別ストリングを含む要求メッセージとして受信され、
受信された申請を受入れるかまたは拒否するかを判断し、
受信された申請を受入れるかまたは拒否するかに関する判断の表示を含む応答を送信し、
判断が受入れであることに応答して、メッシュネットワーク用のアクティブなコミッショナーを追跡するリーダーデバイスのコミッショニングデータセットの内部のコピーを更新し、
コミッショニングデバイスから、メッシュネットワーク用の参加モードを開始するためのコマンドを受信するように構成され、
コミッショニングデータセットは、
コミッショナーセッション識別子と、
コミッショナータイムスタンプと、
暗号化されたコミッショナークレデンシャルと、
どのセキュリティ関連動作がメッシュネットワークにおいて許可されているかを示すセキュリティポリシーとを含み、
リーダーデバイスはさらに、リーダーデバイスのコミッショニング中にリーダーデバイスに注入されたコミッショニングクレデンシャルから、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルを導き出すように構成され、暗号化されたコミッショニングクレデンシャルの導出は、キー導出関数を適用することによって行なわれ、キー導出関数は、暗号ベースのメッセージ認証コード(CMAC)を使用してハッシングを複数回行なう、メッシュネットワークシステム。 - リーダーデバイスは、メッシュネットワーク内でコミッショニングデータセットを伝搬するように構成されている、請求項11に記載のメッシュネットワークシステム。
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