JP6577999B2 - データ送受信方法及びシステム - Google Patents

Description

この発明は、スマートフォン、PC等の情報処理機器間で鍵を交換してデータを送受信する技術に関するものである。

RFC6189には、SIPプロトコルを用いた暗号通信で用いられる鍵を交換する技術が記載されている（例えば、非特許文献１参照。）。

RFC6189

非特許文献１の鍵交換技術では、鍵を交換するタイミングが固定されている。任意のタイミングで定期的に鍵を交換する技術はこれまで知られていなかった。

この発明の目的は、RFC6189で定められている、鍵を交換するタイミング以外のタイミングで鍵を交換してデータの送受信を行うことができるデータ送受信方法及びシステムを提供することである。

この発明の一態様によるデータ送受信方法は、サーバが、ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信する鍵更新要求ステップと、クライアント端末が、鍵更新要求を受信した後に、クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を鍵配送サーバに送信する鍵配送要求ステップと、鍵配送サーバが、鍵配送要求を受信した後に、クライアント端末に鍵を配送する鍵配送ステップと、クライアント端末が、配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＳＵＢＳＣＲＩＢＥメソッドのメッセージと共に、配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知をサーバに送信する鍵受信通知ステップと、サーバが、鍵受信通知を受信した後に、メッセージとは異なる、ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知をクライアント端末に送信する鍵利用開始通知ステップと、クライアント端末が、鍵利用開始通知を受信した後に、他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を行うデータ送受信ステップと、を備えている。
この発明の一態様によるデータ送受信方法は、サーバが、ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信する鍵更新要求ステップと、クライアント端末が、鍵更新要求を受信した後に、クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を鍵配送サーバに送信する鍵配送要求ステップと、鍵配送サーバが、鍵配送要求を受信した後に、クライアント端末に鍵を配送する鍵配送ステップと、クライアント端末が、配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知をサーバに送信する鍵受信通知ステップと、サーバが、鍵受信通知を受信した後に、メッセージとは異なる、ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知をクライアント端末に送信する鍵利用開始通知ステップと、クライアント端末が、鍵利用開始通知を受信した後に、他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を行うデータ送受信ステップと、を備えている。

RFC6189で定められている、鍵を交換するタイミング以外のタイミングで鍵を交換してデータの送受信を行うことができる。

データ送受信システムの例を説明するためのブロック図。 データ送受信方法の例を説明するためのシーケンス図。 データ送受信方法の例を説明するためのシーケンス図。 データ送受信方法の例を説明するためのシーケンス図。

［実施形態］
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態の認証システム及び方法について説明する。

第一実施形態のデータ送受信システムは、クライアント端末１、SIPサーバ２及び鍵配送サーバ３を例えば備えている。クライアント端末１は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、PC等の情報処理機器である。SIPサーバ２は、SIP（Session Initiation Protocol）に基づく処理を行うSIPサーバである。鍵配送サーバ３は、クライアント端末１に鍵を配送するためのサーバである。

＜ステップS1＞
SIPサーバ２が、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末１に送信する（ステップS1）。

図２では、鍵更新要求を「crypto update」と記載している。図２の「NOTIFY(crypto update)」は、SIPプロトコルにおけるNOTIFYメソッドのメッセージと共に鍵更新要求が送信されるという鍵更新要求の送信の例を示している。

ここで、「○○メソッドのメッセージ共に△△が送信される」と言った場合には、例えば、その○○メソッドのメッセージの一部として△△が送信されてもよいことを意味する。例えば、△△はその○○メソッドのメッセージのBODY部に記載される。

この鍵更新要求は、SIPサーバ２が任意のタイミングで行うことができる。例えば、後述するように、クライアント端末１が他のクライアント端末との間でデータの送受信を開始するときに行ってもよいし、クライアント端末１が他のクライアント端末との間でデータの疎受信を開始した後に行ってもよい。

また、SIPサーバ２は、定期的に鍵更新要求を行ってもよい。すなわち、SIPサーバ２が、時間を管理しており、所定の時刻になったら鍵更新要求を行ってもよい。

図２の例では、１つのクライアント端末１に鍵更新要求が送信されているが、実際は、クライアント端末１とデータの送受信を行う他のクライアント端末にも鍵更新要求が送信される。

＜ステップS2＞
クライアント端末１は、鍵更新要求を受信した後に、クライアント端末１に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を鍵配送サーバ３に送信する（ステップS2）。図２では、鍵配送要求を「DISTRIBUTE KEY」と記載している。

他のクライアント端末も、鍵更新要求を受信した後に鍵配送要求を鍵配送サーバ３に送信する

＜ステップS3＞
鍵配送サーバ３は、鍵配送要求を受信した後に、クライアント端末１に鍵を配送する（ステップS3）。

図２では、鍵の配送を「KEY」と記載している。

鍵配送サーバ３は、他のクライアント端末から鍵配送要求を受信した後に、他のクライアント端末にも鍵を配送する。

クライアント端末に送信される鍵には、その鍵を識別するための番号が付けられていてもよい。その番号は、SRTPのマスタ識別子で用いられる番号であってもよい。例えば、ステップS１からステップS4の処理により鍵が更新される場合には、更新されるごとに番号を１だけインクリメントしてもよい。

＜ステップS4＞
クライアント端末１は、配送された鍵を受信した後に、配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知をSIPサーバ２に送信する（ステップS4）。

図２では、鍵受信通知を「received」と記載している。図２の「NOTIFY(received)」は、SIPプロトコルにおけるNOTIFYメソッドのメッセージと共に鍵受信通知が送信されるという鍵受信通知の送信の例を示している。

他のクライアント端末も配送された鍵を受信した後に、鍵受信通知をSIPサーバ２に送信する。

＜ステップS5＞
SIPサーバ２が、鍵受信通知を受信した後に、クライアント端末１とは異なる他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知をクライアント端末１に送信する（ステップS5）。

図２では、鍵利用開始通知を「crypto enable」と記載している。図２の「NOTIFY(crypto enable)」は、SIPプロトコルにおけるNOTIFYメソッドのメッセージと共に鍵利用開始通知が送信されるという鍵利用開始通知の送信の例を示している。

SIPサーバ２は、他のクライアント端末にも鍵利用開始通知を送信する。

鍵利用開始通知には、用いる鍵を識別するために、鍵の番号が付けられていてもよい。

＜ステップS6＞
クライアント端末１は、鍵利用開始通知を受信した後に、他のクライアント端末との間で配送された鍵を用いてデータの送受信を行う（ステップS6）。

図２の「SRTP」は、SRTPプロトコルを用いてクライアント端末１と他のクライアント端末との間でデータの送受信を行うというデータの送受信の例を示している。

なお、ステップS１の処理の前に、SIPサーバ２は、鍵の配送を準備する旨の鍵配送準備通知を鍵配送サーバ３に送信してもよい。図２では、鍵配送準備通知を「SESSION SETUP」と記載している。

鍵配送準備通知には、例えばクライアント端末１の公開鍵と、他のクライアント端末の公開鍵とが含まれている。鍵配送サーバ３は、これらの公開鍵を用いて、ステップS3における鍵の配送を暗号化してもよい。例えばクライアント端末１に鍵を配送する場合には、クライアント端末１の公開鍵で鍵を暗号化して、その暗号化された鍵をクライアント端末１に送信する。この場合、クライアント端末１は、受信した暗号化された鍵をクライアント端末１の秘密鍵を用いて復号して鍵を得る。また、特願２０１５−９２７１号の明細書に記載された方法により、鍵をクライアント端末に配送してもよい。

［シーケンスの例について］
上記のステップS１からステップS6の処理は、SIPプロトコルのシーケンスの任意のタイミングで行うことができる。例えば、図３又は図４のシーケンスのタイミングで、ステップS１からステップS6の処理を行うことができる。

図３及び図４のシーケンスでは、クライアント端末１のことを「第一クライアント端末」と記載し、クライアント端末１とデータの送受信を行う他のクライアント端末のことを「第二クライアント端末」と記載している。

図３のシーケンスでは、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるINVITEメソッドのメッセージの送受信の後に、鍵配送準備通知（SESSION SETUP）を鍵配送サーバ３に送信している。また、SIPプロトコルにおけるACKメッソッドのメッセージの送受信の後に、言い換えればセッションが確立した後に、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるNOTIFYメソッドのメッセージと共に鍵更新要求（crypto update）を第一クライアント端末及び第二クライアント端末に送信している（ステップS1）。また、その後、第一クライアント端末及び第二クライアント端末は鍵更新要求（DISTRIBUTE KEY）を鍵配送サーバ３に送信し（ステップS2）、鍵配送サーバ３は第一クライアント端末及び第二クライアント端末に鍵（KEY）を配送している（ステップS3）。その後、第一クライアント端末及び第二クライアント端末は、SIPプロトコルにおけるSUBSCRIBEメソッドのメッセージと共に鍵受信通知（received）をSIPサーバ２に送信している（ステップS4）。その後、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるNOTIFYメソッドのメッセージと共に鍵利用開始通知（crypto enable）を第一クライアント端末及び第二クライアント端末に送信している（ステップS5）。その後、第一クライアント端末及び第二クライアント端末は、配送された鍵及びSRTPプロトコルを用いてデータの送受信を行っている（ステップS6）。

図４のシーケンスでは、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるINVITEメソッドの戻りのメッセージと共に鍵更新要求（crypto update）を第一クライアント端末に送信している（ステップS1）。その後、SIPサーバ２は、鍵配送準備通知（SESSION SETUP）を鍵配送サーバ３に送信している。また、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるTRYINGメソッドの戻りのメッセージと共に鍵更新要求（crypto update）を第二クライアント端末に送信している（ステップS1）。また、SIPプロトコルにおけるRINGINGメソッドのメッセージの送受信の後に、第一クライアント端末及び第二クライアント端末は鍵更新要求（DISTRIBUTE KEY）を鍵配送サーバ３に送信し（ステップS2）、鍵配送サーバ３は第一クライアント端末及び第二クライアント端末に鍵（KEY）を配送している（ステップS3）。その後、第二クライアント端末は、SIPプロトコルにおけるOKメソッドのメッセージと共に鍵受信通知（received）をSIPサーバ２に送信している（ステップS4）。その後、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるOKメソッドのメッセージと共に鍵利用開始通知（crypto enable）及び第二クライアント端末からの鍵受信通知（received）を第一クライアント端末に送信している（ステップS5）。その後、第一クライアント端末は、SIPプロトコルにおけるACKメソッドのメッセージと共に鍵受信通知（received）をSIPサーバ２に送信している（ステップS4）。その後、SIPサーバ２は、SIPプロトコルにおけるACKメソッドのメッセージと共に鍵利用開始通知（crypto enable）及び第一クライアント端末からの鍵受信通知（received）を第二クライアント端末に送信している（ステップS5）。その後、第一クライアント端末及び第二クライアント端末は、配送された鍵及びSRTPプロトコルを用いてデータの送受信を行っている（ステップS6）。

このように、上記のデータ送受信方法及びシステムでは、任意のタイミングで定期的に鍵を交換することができる。したがって、上記のデータ送受信装置及び方法により、RFC6189で定められている、鍵を交換するタイミング以外のタイミングで鍵を交換してデータの送受信を行うことができる。

[プログラム及び記録媒体並びに変形例]
SIPサーバ２は、暗号化通信を行うエンティティではない第三者のサーバであってもよい。

クライアント端末１、SIPサーバ２、鍵配送サーバ３における各処理をコンピュータによって実現する場合、その各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、その各処理がコンピュータ上で実現される。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。

また、各処理手段は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

Claims (5)

1. サーバが、ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信する鍵更新要求ステップと、
   上記クライアント端末が、上記鍵更新要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を鍵配送サーバに送信する鍵配送要求ステップと、
   上記鍵配送サーバが、上記鍵配送要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する鍵配送ステップと、
   上記クライアント端末が、上記配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＳＵＢＳＣＲＩＢＥメソッドのメッセージと共に、上記配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知を上記サーバに送信する鍵受信通知ステップと、
   上記サーバが、上記鍵受信通知を受信した後に、上記メッセージとは異なる、上記ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、上記クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知を上記クライアント端末に送信する鍵利用開始通知ステップと、
   上記クライアント端末が、上記鍵利用開始通知を受信した後に、上記他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を行うデータ送受信ステップと、
   を含むデータ送受信方法。
2. サーバが、ＳＩＰプロトコルにおけるＩＮＶＩＴＥメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信する鍵更新要求ステップと、
   上記クライアント端末が、上記鍵更新要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を鍵配送サーバに送信する鍵配送要求ステップと、
   上記鍵配送サーバが、上記鍵配送要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する鍵配送ステップと、
   上記クライアント端末が、上記配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、上記配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知を上記サーバに送信する鍵受信通知ステップと、
   上記サーバが、上記鍵受信通知を受信した後に、上記メッセージとは異なる、上記ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、上記クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知を上記クライアント端末に送信する鍵利用開始通知ステップと、
   上記クライアント端末が、上記鍵利用開始通知を受信した後に、上記他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を行うデータ送受信ステップと、
   を含むデータ送受信方法。
3. 請求項１又は２のデータ送受信方法において、
   上記サーバは、ＳＩＰサーバである、
   データ送受信方法。
4. クライアント端末と、サーバと、鍵配送サーバとを含むデータ送受信システムにおいて、
   上記サーバは、ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信し、
   上記クライアント端末は、上記鍵更新要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を上記鍵配送サーバに送信し、
   上記鍵配送サーバは、上記鍵配送要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送するし、
   上記クライアント端末は、上記配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＳＵＢＳＣＲＩＢＥメソッドのメッセージと共に、上記配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知を上記サーバに送信し、
   上記サーバは、上記鍵受信通知を受信した後に、上記メッセージとは異なる、上記ＳＩＰプロトコルにおけるＮＯＴＩＦＹメソッドのメッセージと共に、上記クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知を上記クライアント端末に送信し、
   上記クライアント端末は、上記鍵利用開始通知を受信した後に、上記他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を行う、
   データ送受信システム。
5. クライアント端末と、サーバと、鍵配送サーバとを含むデータ送受信システムにおいて、
   上記サーバは、ＳＩＰプロトコルにおけるＩＮＶＩＴＥメソッドのメッセージと共に、鍵を更新する旨の要求である鍵更新要求をクライアント端末に送信し、
   上記クライアント端末は、上記鍵更新要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送する旨の要求である鍵配送要求を上記鍵配送サーバに送信し、
   上記鍵配送サーバは、上記鍵配送要求を受信した後に、上記クライアント端末に鍵を配送し、
   上記クライアント端末は、上記配送された鍵を受信した後に、ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、上記配送された鍵を受信した旨の通知である鍵受信通知を上記サーバに送信し、
   上記サーバは、上記鍵受信通知を受信した後に、上記メッセージとは異なる、上記ＳＩＰプロトコルにおけるＡＣＫメソッドのメッセージと共に、上記クライアント端末とは異なる他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を開始する旨の通知である鍵利用開始通知を上記クライアント端末に送信し、
   上記クライアント端末は、上記鍵利用開始通知を受信した後に、上記他のクライアント端末との間で上記配送された鍵を用いてデータの送受信を行う、
   データ送受信システム。

Images