WO2019058574A1 - 通信装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents

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WO2019058574A1
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common key
key
key generation
terminal
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敦嗣 岡田
敦夫 清水
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エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a secret communication technique in which communication is performed by transmitting and receiving an encrypted packet.
  • IP Internet Protocol
  • wiretapping may be intercepted by intercepting voice packets. Therefore, techniques for encrypting voice packets and transmitting and receiving them are known.
  • key exchange is performed between terminals using a key exchange method such as SDES (SDP Security Description for Media Streams) described in Non-Patent Document 3, SRTP (Non-Patent Document 2) and ESP (Non-Patent Document).
  • SDES SDP Security Description for Media Streams
  • SRTP Non-Patent Document 2
  • ESP Non-Patent Document
  • a technique for performing encrypted communication according to 5 is known. The key obtained by key exchange is used until the end of communication.
  • the key exchange method such as SDES described above, although it is possible to immediately start encrypted communication, in the key exchange, the key flows directly to the communication path in the key exchange, and since the key is used until the communication ends, the key is illegally It is not safe because it may be acquired and be intercepted.
  • Non-Patent Document 4 By using the key exchange method of ZRTP (Non-Patent Document 4) or IKE (Non-Patent Document 5), encrypted communication can be performed without passing the key directly to the communication path, but until key exchange is completed Takes a long time and delays the start of encrypted communication. If communication is started immediately, communication until encrypted communication starts is not secure.
  • the above problems are not limited to voice communication, but are problems that may occur in media communication in general such as video communication and data communication.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a technology that enables secure media communication between terminals.
  • a communication device used in a communication system having a call control device and a key information distribution device, Key generation means for requesting common key generation information for generation of a first common key to the key information distribution apparatus when the communication apparatus performs media communication with another communication apparatus; Call control means for establishing a call connection between the communication device and the other communication device by transmitting a call connection request message to the call control device; Communication means for transmitting and receiving media packets encrypted using the second common key, The key generation unit generates the first common key using the common key generation information received from the key information distribution device, and the communication unit generates the first common key after the first common key is generated.
  • a communication device characterized by transmitting and receiving encrypted media packets using a first common key.
  • a technology that enables secure media communication between terminals.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of a SIP server 100.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a key server 200. It is a function block diagram of TA300.
  • FIG. 6 is a functional configuration diagram of a terminal 400. It is a hardware block diagram of an apparatus. It is a sequence diagram for demonstrating the operation example of communication. It is a sequence diagram for demonstrating the operation example of communication.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation example of communication control by the SIP server 100. It is a figure which shows the example of the table which the data storage part of the SIP server 100 hold
  • the multi-party key sharing technology disclosed in Patent Documents 1 to 11, Non-Patent Document 1 and the like is used.
  • a common key is shared among a plurality of terminals via a key server (a key server 200 described later).
  • the common key is generated by calculating secrets in each terminal using common key generation information (specifically, random numbers) distributed from the key server to each terminal.
  • common key generation information specifically, random numbers
  • the multi-party key sharing technology disclosed in Patent Documents 1 to 11 and Non-patent Document 1 etc. is used as an example of a method in which the key is not directly sent to the communication path.
  • a technique other than multi-party key sharing technology may be used as a scheme that does not pass the key as it is.
  • ZRTP or IKE may be used.
  • ZRTP and IKE technologies other than multiparty key sharing technology
  • each terminal uses the common key generation information received from the Key server 200 to common use for encryption of voice communication.
  • a key can be generated.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a communication system in the present embodiment.
  • the communication system includes a SIP (Session Initiation Protocol) server 100, a key server 200, a TA (Terminal Adapter) 300, and terminals 400A and 400B, which are connected to the network 500.
  • SIP Session Initiation Protocol
  • key server 200 a key server
  • TA Terminal Adapter
  • terminals 400A and 400B which are connected to the network 500.
  • the TA 300 is an example of a terminal.
  • the TA 300 and the terminals 400A and 400B may be generically called a communication device.
  • the SIP server 100 is an apparatus that establishes a call connection between terminals by transmitting and receiving a message of SIP that is a call control protocol.
  • the key server 200 is a device that controls distribution and the like of common key generation information in the multiparty key sharing technology described above.
  • the TA 300 is a device that enables confidential communication by connecting a terminal (a general IP telephone etc.) that does not have a confidential communication function under control and performing encryption processing / decryption processing on behalf of the terminal.
  • the telephone 10 is a general IP telephone
  • the PC 30 is a computer equipped with a softphone as an application
  • the GW 30 is PRI, FXS, or the like.
  • a telephone, a PBX or the like is connected under the control of the GW 30, for example.
  • the terminals 400A and 400B are, for example, telephone terminals such as smartphones, and have a secret communication function according to the present embodiment. When the terminal 400A and the terminal 400B are not particularly distinguished, they are described as "terminal 400".
  • the network 500 is, for example, a network composed of any one or more of a plurality of networks such as a mobile network (for example, 3G, LTE), the Internet, a fixed telephone network, and a private network.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the SIP server 100.
  • the SIP server 100 includes a call control unit 101 and a data storage unit 102.
  • the call control unit 101 generates, transmits and receives a call control message such as an Invite message.
  • the call control unit 101 also includes a function of responding to an inquiry from a TA 300 or the like described later.
  • the data storage unit 103 stores, for example, information of a function (for example, confidential communication) possessed by the terminal for each telephone number of the terminal.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the key server 200.
  • the key server 200 includes a distribution control unit 201 and a data storage unit 202.
  • the distribution control unit 201 distributes common key generation information to the terminal 400 / TA 300, and the like.
  • the distribution control unit 201 also executes distribution of the updated common key generation information based on the state of each session stored in the data storage unit 202.
  • the data storage unit 202 stores state information for each session related to key generation.
  • FIG. 4 is a functional configuration diagram of the TA 300.
  • the TA 300 includes a media communication unit 301, a call control unit 302, a key generation control unit 303, and an encryption / decryption processing unit 304.
  • the media communication unit 301 may be referred to as a transceiver.
  • the media communication unit 301 transmits and receives media packets (voice packets in the present embodiment).
  • the call control unit 302 transmits and receives call control messages.
  • the key generation control unit 303 generates a common key based on the common key generation information received from the key server 200 using a multi-party key sharing technology.
  • the key generation control unit 303 can also execute generation and the like of a common key based on an existing scheme that precedes the multi-party key sharing technology.
  • an existing system hereafter, that means the system of the conventional common key which is not the multiparty key sharing technique.
  • the encryption / decryption processing unit 304 uses the common key or the like generated by the key generation control unit 303 to encrypt the audio packet and decrypt the encrypted audio packet.
  • FIG. 5 is a functional configuration diagram of the terminal 400.
  • the terminal 400 has a media communication unit 401, a call control unit 402, a key generation control unit 403, an encryption / decryption processing unit 404, and a display operation unit 405.
  • Media communication unit 401 may be referred to as a transceiver.
  • a media communication unit 401 transmits and receives media data (in the present embodiment, an audio packet).
  • the call control unit 402 generates, transmits and receives call control messages.
  • the key generation control unit 403 generates a common key based on the common key generation information received from the key server 200 using a multi-party key sharing technology. In addition, the key generation control unit 403 can also generate a common key based on the existing method.
  • the encryption / decryption processing unit 404 encrypts the voice packet and decrypts the encrypted voice packet using the common key or the like generated by the key generation control unit 403.
  • the display operation unit 405 displays information and also inputs information from the user.
  • the display operation unit 405 can be realized by, for example, a touch panel.
  • Each of the above-described devices can be realized by causing a computer to execute a program in which the processing content described in the present embodiment is described. That is, the function of the device can be realized by executing a program corresponding to a process performed by the device using hardware resources such as a CPU and a memory incorporated in the computer.
  • the program can be recorded on a computer readable recording medium (portable memory or the like), and can be stored or distributed. Moreover, it is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the above apparatus.
  • the apparatus of FIG. 6 includes a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, and the like mutually connected by a bus B.
  • the SIP server 100, the key server 200, and the TA 300 may not include the display device 1006 and the input device 1007.
  • a program for realizing the processing in the device is provided by a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card, for example.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000.
  • the program does not have to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via a network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores the installed program and also stores necessary files and data.
  • the memory device 1003 reads out the program from the auxiliary storage device 1002 and stores it when there is an instruction to start the program.
  • the CPU 1004 implements the function related to the device according to the program stored in the memory device 1003.
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to a network.
  • the display device 1006 displays a graphical user interface (GUI) according to a program.
  • the input device 1007 includes a keyboard and a mouse, buttons, or a touch panel, and is used to input various operation instructions.
  • each functional unit of the terminal 400A is described as a media communication unit 401A, a call control unit 402A, a key generation control unit 403A, an encryption / decryption processing unit 404A, a display operation unit 405A, and each function of the terminal 400B.
  • the unit is referred to as media communication unit 401B, call control unit 402B, key generation control unit 403B, encryption / decryption processing unit 404B, and display operation unit 405B.
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A starts a session for key generation.
  • a session for key generation is started (S (step) 101).
  • the message includes an ID for identifying a session. Let this ID be ID-S.
  • the message is also a message requesting distribution of the common key generation information.
  • the call control unit 402A of the terminal 400A transmits an Invite message corresponding to a call connection request to the terminal 400B (S102).
  • the Invite message includes Key 1 which is a common key of the existing scheme (a common key for encryption and decryption).
  • the encryption / decryption processing unit 404A of the terminal 400A holds the key 1, encrypts the voice packet using the key 1, and transmits the encrypted voice packet by the media communication unit 401A.
  • the Invite message in S102 may include the ID-S notified to the Key server 200 in S101.
  • the common key of the existing scheme is used until the common key based on the common key generation information is generated.
  • the SIP server 100 receives the Invite message transmitted from the terminal 400A, and transmits the Invite message to the terminal 400B (S103).
  • the key generation control unit 403B transmits, to the Key server 200, a message requesting common key generation information based on the multiparty key sharing technology (S104).
  • the message includes the same ID-S as the ID used in S101.
  • the encryption / decryption processing unit 404B of the terminal 400B holds Key1 included in the received Invite message in a memory or the like.
  • the Key 1 is used to decrypt the encrypted voice packet received from the terminal 400A.
  • the encryption / decryption processing unit 404B of the terminal 400B generates a common key from Key1 and Key2 and holds it, and uses it for encryption / decryption.
  • the 180 Ringing message is transmitted from the terminal 400B, and the terminal 400A receives the message (S105, S106).
  • the call control unit 402B transmits a 200 OK message (S107).
  • the 200 OK message includes Key2, which is a common key used when the encryption / decryption processing unit 404B of the terminal 400B encrypts the voice packet.
  • the terminal 400A receives the 200 OK message (S108).
  • the encryption / decryption processing unit 404A of the terminal 400A holds Key 2 included in the 200 OK message.
  • the Key 2 is used to decrypt the encrypted voice packet received from the terminal 400B.
  • the encryption / decryption processing unit 404A of the terminal 400A generates a common key from Key1 and Key2 and holds it, and uses it for encryption / decryption.
  • the common key generation information (SecretKey-1) of the session identified by the ID-S notified in S101 is transmitted to each of the terminal 400A and the terminal 400B by the distribution control unit 201 of the Kye server 200 (S110) , S111).
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A that has received the common key generation information (SecretKey-1) generates a common key (SevretKey-1 ′) used for encryption / decryption of the voice packet (S112).
  • the key generation control unit 403B of the terminal 400B that has received the common key generation information (SecretKey-1) generates a common key (SevretKey-1 ') used for encryption / decryption of the voice packet (S113) ).
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A transmits a key generation completion message indicating that the generation of the common key (SevretKey-1 ′) is completed to the Key server 200 (S114).
  • the key generation control unit 403B of the terminal 400B transmits a key generation completion message indicating that the generation of the common key (SevretKey-1 ′) is completed to the Key server 200 (S115).
  • the distribution control unit 201 of the Key server 200 is identified by the ID-S.
  • a key generation completion message indicating that key generation has been completed in both the terminal 400A and the terminal 400B executing the same key generation session is transmitted to the terminal 400A and the terminal 400B, respectively (S116, S117).
  • the key generation control unit 403A completes the generation of the common key on the other side of the session (that is, the terminal 400B), and thus enables encrypted communication using the common key.
  • the encryption / decryption processing unit 404A is instructed to switch the common key to be used from Key1 / Key2 to the common key (SevretKey-1 ').
  • the key generation control unit 403B completes the generation of the common key on the other side of the session (that is, the terminal 400A), so encrypted communication using the common key Is determined, and the encryption / decryption processing unit 404B is instructed to switch the common key to be used from Key1 / Key2 to the common key (SevretKey-1 ').
  • the encryption / decryption processing unit 404A of the terminal 400A encrypts the voice packet to be transmitted using the common key (SevretKey-1 '), and the encrypted voice packet to be received is common key (SevretKey-1'). Decrypt using).
  • the encryption / decryption processing unit 404B of the terminal 400B encrypts the voice packet to be transmitted using the common key (SevretKey-1 '), and receives the encrypted voice packet to be received as the common key (SevretKey-1'). Use and decrypt.
  • each terminal when the Key server 200 transmits the updated common key generation information to each terminal 400 at predetermined time intervals, each terminal generates the updated common key.
  • the time at which the common key generation information was transmitted and the time at which it was determined that the key generation was completed for each session of key generation are stored as state information.
  • the distribution control unit 201 of the key server 200 refers to the state information of the data storage unit 202, and a time T which is a predetermined time elapses from the time when it is determined that key generation is completed. At this point, the updated common key generation information is distributed to each terminal 400.
  • the distribution control unit 201 of the key server 200 detects the time T has elapsed from the time of S116 and S117 (for the sake of convenience, the same time), the updated common key generation information Is transmitted to the terminal 400A and the terminal 400B (S119, S120). Note that since the update is repeated at time intervals T, FIG. 7 describes “SecretKey-n” to express it. After that, use "SecretKey-n".
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A having received the common key generation information (SecretKey-n) generates a common key (SevretKey-n ') used for encryption / decryption of the voice packet (S121).
  • the key generation control unit 403B of the terminal 400B that has received the common key generation information (SecretKey-n) generates a common key (SevretKey-n ') to be used for encryption / decryption of the voice packet (S122) .
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A transmits a key generation completion message indicating that the generation of the common key (SevretKey-n ') is completed to the Key server 200 (S123).
  • the key generation control unit 403B of the terminal 400B transmits a key generation completion message indicating that the generation of the common key (SevretKey-n ') is completed to the Key server 200 (S124).
  • the distribution control unit 201 of the Key server 200 is identified by the ID-S.
  • a key generation completion message indicating that key generation has been completed in both the terminal 400A and the terminal 400B executing the same key generation session is transmitted to the terminal 400A and the terminal 400B, respectively (S125, S126).
  • the key generation control unit 403A determines that the encrypted communication using the common key is enabled because the generation of the common key is completed in the terminal 400B and uses it.
  • the encryption / decryption processing unit 404A is instructed to switch the common key from the common key (SecretKey- (n-1) ') to the common key (SecretKey-n').
  • the key generation control unit 403B has completed generation of the common key updated in the terminal 400A, and thus it is possible to perform encrypted communication using the common key.
  • the encryption / decryption processing unit 404B is instructed to switch the common key to be used from the common key (SecretKey- (n-1) ') to the common key (SecretKey-n').
  • each terminal 400 may switch the common key after a predetermined time elapses regardless of whether or not the key generation completion message from the Key server 200 is received.
  • This method is also applicable to the case where the common key of the existing scheme is switched to the common key based on the multiparty key sharing technology. Moreover, it is applicable also in TA300.
  • a bye message is transmitted (S128, S129), and a 200 OK message is returned from the terminal 400B (S130, S131). Further, a message for releasing a key generation session is transmitted from each of the terminals 400A and 400B to the Key server 200 (S132, S133).
  • the Key server 200 breaks down after the common key generation information (SecretKey-1 ′) is delivered, and the updated common key generation information can not be transmitted.
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A counts an elapsed time from the key generation completion time, as the key server 200 does. For example, when the key generation control unit 403A of the terminal 400A does not receive the updated common key generation information even if the time T has elapsed from the key generation completion time, the current common key (here, SecretKey-1) And instructs the encryption / decryption processing unit 404A to continue to use the. Based on this instruction, the encryption / decryption processing unit 404A continues to use the common key.
  • the current common key here, SecretKey-1
  • the key generation control unit 403A of the terminal 400A uses the common key (Key1 / Key2) of the existing method. It is also possible to instruct the encryption / decryption processing unit 404A to switch the current common key to the existing common key (Key1 / Key2). These operations are the same in the terminal 400B.
  • the terminal 400 may display on the display operation unit 405 whether the voice communication is secret communication or not. For example, when the encryption / decryption processing unit 404 performs encryption / decryption of an audio packet using a common key, the encryption / decryption processing unit 404 notifies the display operation unit 405 of information indicating that, and displays the information. The operation unit 405 displays information indicating that secret communication is being performed. Also, for example, when the encryption / decryption processing unit 404 does not perform encryption / decryption of the voice packet using the common key, the encryption / decryption processing unit 404 notifies the display operation unit 405 of information indicating that. The display operation unit 405 displays information indicating that secret communication is not being performed.
  • the encryption / decryption processing unit 404 determines the type of common key (a common key of the existing scheme, among multiple parties
  • the display / operation unit 405 is notified of a common key using a key sharing technology, and the display / operation unit 405 indicates that secret communication is being performed, and the type of encryption (eg, existing method, multi-party key sharing method) And the like) may be displayed.
  • the call control unit 402 operates to display information for selecting whether to perform confidential communication or normal communication not to be concealed after the destination telephone number is input from the user. It may be displayed on the unit 405, and it may be determined whether to perform confidential communication or normal communication not to be concealed according to the selection by the user.
  • the sequence between the TA 300 and the terminal 400B is basically the same as the sequence between the terminal 400A and the terminal 400B described with reference to FIG.
  • processing contents of a portion related to a sequence between the TA 300 and the telephone 10 will be described.
  • the telephone set 10 When the user of the telephone set 10 performs an operation to make a call such as inputting the telephone number of the terminal 400 B into the telephone set 10, the telephone set 10 transmits an Invite message (S201).
  • the key generation control unit 303 transmits a message for requesting common key generation information to the Key server 200 (S101). After S102 to S106, the TA 300 transfers the 180 Ringing message received at S106 to the telephone set 10 (S202). Further, the TA 300 transfers the 200 OK message obtained by removing Key 2 from the 200 OK message received in S108 to the telephone set 10 (S203).
  • the encryption / decryption processing unit 304 of the TA 300 encrypts the voice packet received from the telephone set 10 using the common key of the existing system, and the media communication unit 301 transmits the encrypted voice packet to the terminal 400B.
  • the encryption / decryption processing unit 304 of the TA 300 decrypts the encrypted voice packet received from the terminal 400 B using the common key of the existing scheme, and the media communication unit 301 transmits the decrypted voice packet to the telephone set 10 .
  • the update of the common key related to the confidential communication between the TA 300 and the terminal 400B is performed.
  • the telephone set 10 continues the transmission and reception of the normal voice packet without recognizing the update (S205, S206). Thereafter, the voice communication ends (S207, S208).
  • the Key server 200 breaks down after the common key generation information (SecretKey-1 ′) is delivered, and the updated common key generation information can not be transmitted.
  • the key generation control unit 303 of the TA 300 counts the elapsed time from the key generation completion time. For example, when the key generation control unit 303 of the TA 300 does not receive the updated common key generation information even if the time T has elapsed from the key generation completion time, the latest common key at this time (here, SecretKey-1) The encryption / decryption processing unit 304 is instructed to continue using the Based on this instruction, the encryption / decryption processing unit 304 continues to use the common key.
  • the latest common key at this time here, SecretKey-1
  • the key generation control unit 303 of the TA 300 decides to use the common key of the existing scheme when the updated common key generation information is not received even if the time T has elapsed from the key generation completion time, It is also possible to instruct the encryption / decryption processing unit 304 to switch the common key of the above to the common key of the existing scheme. These operations are the same in the terminal 400B.
  • the TA 300 may notify the subordinate telephone 10 whether voice communication is confidential communication or not, and cause the telephone 10 to display it.
  • the encryption / decryption processing unit 304 performs encryption / decryption of a voice packet using a common key
  • the encryption / decryption processing unit 304 notifies the telephone set 10 of the information indicating it, and the telephone set 10 is concealed. Display information indicating that communication is taking place.
  • the encryption / decryption processing unit 304 does not perform encryption / decryption of the voice packet using the common key
  • the encryption / decryption processing unit 304 notifies the telephone set 10 of the information to that effect. May display information indicating that secret communication is not being performed.
  • the encryption / decryption processing unit 304 determines the type of common key (common key of the existing system, among many parties).
  • the telephone set 10 is notified of a common key using a key sharing technology, and the telephone set 10 indicates that secret communication is being performed and the type of encryption (eg, existing method, multi-party key sharing method, etc.) Information may be displayed.
  • the user of the telephone set 10 does not know whether the terminal of the communication partner of the voice can perform secret communication. In this case, if a call is made from the telephone set 10 to a terminal for which confidential communication is not possible, confidential communication can not be performed, and such communication is restricted. Specifically, it is as follows.
  • an Invite message including the telephone number of the communication partner as a destination is transmitted from the telephone set 10 (S301).
  • the call control unit 302 transmits, to the SIP server 100, an inquiry message that includes the telephone number of the destination included in the Invite message (S302).
  • the data storage unit 102 of the SIP server stores a table in which a telephone number is associated with a function supported by a terminal having the telephone number.
  • the call control unit 101 in the SIP server 100 that receives the inquiry message including the destination telephone number in S302 searches the table shown in FIG. 10 based on the destination telephone number, thereby It is determined whether the terminal of the telephone number has a secret communication function (S303).
  • the call control unit 101 in the SIP server 100 returns an answer message indicating the determination result to the TA 300 (S304). If the answer message indicates "with confidential communication function present", the processing after S101 shown in FIG. 8 is executed, and confidential communication is performed.
  • the call control unit 302 of the TA 300 notifies the telephone set 10 of a message indicating that communication with the terminal of the telephone number is not possible, and the telephone set 10 Will display the message. Also, call connection processing is not continued.
  • the call control unit 302 of the TA 300 notifies the telephone set 10 of a message indicating that the communication with the terminal of the telephone number is not secret communication, and conceals the message. Call connection processing not performed may be continued.
  • the user of the telephone set 10 displaying a message indicating that it is not secret communication can make a call by recognizing that it is not secret communication.
  • the call control unit 101 of the SIP server 100 refers to the table of the data storage unit 102, whereby the terminal of the transmission destination telephone number of the terminal 400A does not have a secret communication function. If it is determined that the terminal is a terminal, the call connection process may be stopped and the incoming call may not be made.
  • the terminal 400 may also have the same function as the query function of the TA 300 described above.
  • the call control unit 402A of the terminal 400A transmits an inquiry message including the telephone number of the destination input by the user to the SIP server 100 at the stage before S101. Receive an answer message indicating the determination result from If the answer message indicates "with confidential communication function present", the processes after S101 shown in FIG. 7 are executed, and confidential communication is performed.
  • the call control unit 402 of the terminal 400A displays a message indicating that communication with the terminal of the telephone number is not possible, and performs call control processing. Stop.
  • the call control unit 402A of the terminal 400A displays a message indicating that the communication with the terminal of the telephone number is not secret communication, and does not perform concealment. Call connection processing may continue. A user who sees a message indicating that it is not secret communication can make a call by recognizing that it is not secret communication.
  • the SIP server 100 may not permit the use of various transfer functions when detecting that confidential communication is performed between the terminals. This is to prevent another user from being able to talk by impersonation.
  • the SIP server 100 that received the Invite message in S102 has both the source telephone number and the destination telephone number secret communication function based on the information stored in the data storage unit 102. If the call is established by the Invite message, it is determined that the call will be a secret communication. Thereafter, for example, even if the call control unit 101 of the SIP server 100 receives an instruction to transfer a call related to the Invite message to a terminal other than the terminal 400B by an operation from the terminal 400B that has received the Invite message, the call control unit 101 does not transfer without following the instruction. When the transfer is not performed, for example, the call connection process shown in FIG. 7 may be continued, or the call connection process may be stopped.
  • encrypted communication is first started by using the common key (for example, SDES) of the existing method, and a method (for example, many) that does not flow the key to the communication path behind it Since the common key is generated by the inter-person key sharing method, ZRTP, IKE) and the key is switched after the common key is generated, secure communication can be started quickly.
  • the common key for example, SDES
  • a method for example, many
  • a communication apparatus characterized by transmitting and receiving an encrypted media packet using a first common key.
  • the key generation unit receives updated common key generation information, which is updated common key generation information, from the key information distribution device, the key generation unit is updated using the updated common key generation information.
  • An updated first common key which is a common key is generated, and the communication means transmits / receives the media packet encrypted using the updated first common key.
  • Communication device After the key generation unit generates the first common key using the common key generation information, the update common key generation information is not received from the key information distribution device even if a predetermined time has elapsed In the case, the communication unit performs encryption of a media packet using the first common key or the second common key.
  • the call control means transmits an inquiry message including the telephone number of the other communication device to the call control device, and the call control device answers the information indicating that the other communication device has a secret communication function.
  • the communication device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when received, the process for establishing the call connection is performed.
  • the communication means encrypts a media packet received from a terminal not having a secret communication function and transmits it to the other communication device, decrypts the encrypted media packet received from the other communication device, and hides the secret
  • the communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, which transmits to a terminal not having a communication function.
  • (Section 6) A communication method executed by a communication device used in a communication system having a call control device and a key information distribution device, Requesting the key information distribution device for common key generation information for generating a first common key, when the communication device performs media communication with another communication device; Establishing a call connection between the communication device and the other communication device by sending a call connection request message to the call control device; Sending and receiving encrypted media packets using a second common key; Transmitting the encrypted media packet using the first common key after generating the first common key using the common key generation information received from the key information distribution device; A communication method characterized by comprising. (Section 7) 6. A program for causing a computer to function as each means in the communication device according to any one of items 1 to 5.
  • the SIP server 100 and the key server 200 are examples of a call control device and a key information distribution device, respectively.
  • the key generation control units 303 and 403 are examples of key generation means.
  • the call control units 302 and 402 are examples of call control means.
  • the media communication units 301 and 401 and the encryption / decryption processing units 304 and 404 are examples of communication means.
  • SIP server 200 Key server 300 TA 400 terminal 500 network 101 call control unit 102 data storage unit 201 distribution control unit 202 data storage unit 301 media communication unit 302 call control unit 303 key generation control unit 304 encryption / decryption processing unit 401 media communication unit 402 call control unit 403 key generation Control unit 404 Encryption / decryption processing unit 405 Display operation unit 1000 Drive device 1001 Recording medium 1002 Auxiliary storage device 1003 Memory device 1004 CPU 1005 interface device 1006 display device 1007 input device

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Abstract

呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置において、前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求する鍵生成手段と、前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立する呼制御手段と、第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う通信手段とを備え、前記鍵生成手段は、前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該第1共通鍵が生成された後に、前記第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う。

Description

通信装置、通信方法、及びプログラム
 本発明は、暗号化したパケットを送受信して通信を行う秘匿通信技術に関連するものである。
 IP(Internet Protocol)を使用して音声パケットを送受信することで音声通信を行う技術が広く普及している。
 音声パケットが送受信されるインターネット等のIPネットワークにおいては、音声パケットを傍受することで、盗聴が行われる可能性がある。そこで、音声パケットを暗号化して送受信する技術が知られている。
 例えば、非特許文献3に記載されたSDES(SDP Security Description for Media Streams)等の鍵交換方式を使用して端末間で鍵交換を行って、SRTP(非特許文献2)やESP(非特許文献5)による暗号化通信を行う技術が知られている。鍵交換で得られた鍵は通信終了まで使用される。
特許第5612494号 特許第5253567号 特許第5334873号 特許第5349261号 特許第5424974号 特許第5769401号 特許第5852551号 特許第5852594号 特許第6067596号 特開2016-213543号 特開2016-134826号
NTT技術ジャーナル、2017.2、「サーバからの漏洩・盗聴を防ぐ暗号ビジネスチャット」 SRTP、https://tools.ietf.org/html/rfc3711、2017年9月21日検索 Security Descriptions for Media Streams、https://tools.ietf.org/html/rfc4568、2017年9月21日検索 ZRTP、https://tools.ietf.org/html/rfc6189、2017年9月21日検索 IP Encapsulating Security Payload (ESP)、https://www.ietf.org/rfc/rfc2406.txt、2017年9月21日検索 Internet Key Exchange Protocol Version 2 (IKEv2)、https://tools.ietf.org/html/rfc5996、2017年9月21日検索
 上述したSDES等の鍵交換方式では、暗号化通信をすぐに始めることが可能であるものの、鍵交換において通信路にそのまま鍵が流れ、その鍵が通信終了まで使用されるため、不正に鍵を取得されて盗聴がなされる等の恐れがあり安全ではない。
 ZRTP(非特許文献4)やIKE(非特許文献5)の鍵交換方式を用いることで、通信路にそのまま鍵を流さずに暗号化通信を行うことが可能であるが、鍵交換が終わるまでに時間がかかり、暗号化通信の開始が遅延する。すぐに通信を開始すると暗号化通信が始まるまでの通信は安全ではない。
 上記のような問題は音声通信に限らず、映像通信、データ通信等のメディア通信全般に生じ得る課題である。
 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、端末間でセキュアにメディア通信を行うことを可能とする技術を提供することを目的とする。
 開示の技術によれば、呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置であって、
 前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求する鍵生成手段と、
 前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立する呼制御手段と、
 第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う通信手段とを備え、
 前記鍵生成手段は、前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該第1共通鍵が生成された後に、前記第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う
 ことを特徴とする通信装置が提供される。
 開示の技術によれば、端末間でセキュアにメディア通信を行うことを可能とする技術が提供される。
本発明の実施の形態における通信システムの構成図である。 SIPサーバ100の機能構成図である。 Keyサーバ200の機能構成図である。 TA300の機能構成図である。 端末400の機能構成図である。 装置のハードウェア構成図である。 通信の動作例を説明するためのシーケンス図である。 通信の動作例を説明するためのシーケンス図である。 SIPサーバ100による通信制御の動作例を示す図である。 SIPサーバ100のデータ格納部が保持するテーブルの例を示す図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、以下の実施の形態では、メディア通信の例として音声通信を取り上げて説明をしているが、本発明は、映像通信、データ通信(例:チャット)等、メディア通信全般に適用可能である。
 本実施の形態では、特許文献1~11、非特許文献1等に開示されている多者間鍵共有技術を使用する。当該技術では、鍵サーバ(後述するKeyサーバ200)を介して複数の端末間で共通鍵を共有する。当該共通鍵は、鍵サーバから各端末に配信される共通鍵生成用情報(具体的には乱数)を使用して、各端末において秘密の計算を行うことで生成される。ネットワーク上に、一般端末が共通鍵を生成可能になる情報が流れることはない。よって、この技術を用いることで、背景技術において説明した従来技術よりもセキュアに音声通信を行うことが可能となる。
 なお、多者間鍵共有技術により共通鍵生成用情報を用いて共通鍵を生成すること自体は公知技術であるが、当該多者間鍵共有技術を使用するとともに、以下で説明するように、SIPサーバ等を組み合わせて音声通信を行う技術は本願により開示される新規な技術である。
 また、本実施の形態では、通信路にそのまま鍵を流さない方式の一例として特許文献1~11、非特許文献1等に開示されている多者間鍵共有技術を使用しているが、通信路にそのまま鍵を流さない方式として多者間鍵共有技術以外の技術を使用してもよい。例えば、ZRTPやIKEを使用してもよい。多者間鍵共有技術以外の技術(例:ZRTPやIKE)を使用する場合でも、各端末は、Keyサーバ200から受信する共通鍵生成用情報を用いて、音声通信の暗号化に使用する共通鍵を生成することができる。
 以下、本実施の形態をより詳細に説明する。
 (システム構成)
 図1に、本実施の形態における通信システムの構成例を示す。図1に示すように、当該通信システムは、SIP(Session Initiation Protocol)サーバ100、Keyサーバ200、TA(Terminal Adapter)300、端末400A、400Bを有し、これらがネットワーク500に接続された構成を有する。なお、TA300は端末の一例である。また、TA300、端末400A、400Bを総称して通信装置と呼んでもよい。
 SIPサーバ100は、呼制御プロトコルであるSIPのメッセージを送受信することで、端末間で呼接続の確立等を行う装置である。
 Keyサーバ200は、前述した多者間鍵共有技術における共通鍵生成用情報の配信等の制御を行う装置である。
 TA300は、秘匿通信機能を有しない端末(一般的なIP電話機等)を配下に接続し、当該端末に代わって暗号化処理/復号処理を行うことで、秘匿通信を可能とする装置である。図1に示す例では、TA300の配下に電話機10、PC20、GW30が接続されている。例えば、電話機10は、一般的なIP電話機であり、PC30は、アプリケーションとしてソフトフォンを搭載したコンピュータであり、GW30は、PRI、FXS等である。なお、GW30の配下には例えば、電話機、PBX等が接続される。
 端末400A、400Bは、例えばスマートフォン等の電話端末であり、本実施の形態に係る秘匿通信機能を備えている。なお、端末400Aと端末400Bを特に区別しない場合、「端末400」と記述する。
 ネットワーク500は、例えば、モバイル網(例:3G,LTE)、インターネット、固定電話網、プライベート網等の複数のネットワークのうちのいずれか1つ又は複数からなるネットワークである。
 次に、SIPサーバ100、Keyサーバ200、TA300、端末400の機能構成及び各部の動作概要を説明する。動作について、ここでは概要を説明し、詳細については後のシーケンスの説明において述べる。
 図2はSIPサーバ100の機能構成図である。図2に示すように、SIPサーバ100は、呼制御部101、及びデータ格納部102を有する。呼制御部101は、Inviteメッセージ等の呼制御メッセージの生成、送受信を行う。また、呼制御部101は、後述するTA300等からの問い合わせに対する回答を行う機能も含む。データ格納部103には、例えば、端末の電話番号毎に、端末が有する機能(例:秘匿通信)の情報が格納されている。
 図3は、Keyサーバ200の機能構成図である。図3に示すように、Keyサーバ200は、配信制御部201、データ格納部202を有する。配信制御部201は、端末400/TA300への共通鍵生成用情報の配信等を行う。また、配信制御部201は、データ格納部202に格納されたセッション毎の状態に基づいて、更新した共通鍵生成用情報の配信等も実行する。データ格納部202には、鍵生成に関わるセッション毎の状態情報が格納される。
 図4は、TA300の機能構成図である。図4に示すように、TA300は、メディア通信部301、呼制御部302、鍵生成制御部303、暗号・復号処理部304を有する。メディア通信部301を送受信機と称してもよい。メディア通信部301は、メディアパケット(本実施の形態では音声パケット)の送受信を行う。呼制御部302は、呼制御メッセージの送受信を行う。鍵生成制御部303は、多者間鍵共有技術を用いて、Keyサーバ200から受信する共通鍵生成用情報に基づいて共通鍵を生成する。また、鍵生成制御部303は、多者間鍵共有技術よりも前から存在する既存方式に基づく共通鍵の生成等も実行することができる。なお、以下、「既存方式」と記載した場合、それは、多者間鍵共有技術ではない従来の共通鍵の方式を意味する。
 暗号・復号処理部304は、鍵生成制御部303により生成された共通鍵等を用いて音声パケットの暗号化、及び、暗号化された音声パケットの復号を行う。
 図5は、端末400の機能構成図である。図5に示すように、端末400は、メディア通信部401、呼制御部402、鍵生成制御部403、暗号・復号処理部404、及び表示操作部405を有する。メディア通信部401を送受信機と称してもよい。
 メディア通信部401は、メディアデータ(本実施の形態では音声パケット)の送受信を行う。呼制御部402は、呼制御メッセージの生成、送受信を行う。鍵生成制御部403は、多者間鍵共有技術を用いて、Keyサーバ200から受信する共通鍵生成用情報に基づいて共通鍵を生成する。また、鍵生成制御部403は、既存方式に基づく共通鍵の生成等も行うことができる。
 暗号・復号処理部404は、鍵生成制御部403により生成された共通鍵等を用いて音声パケットの暗号化、及び、暗号化された音声パケットの復号を行う。
 表示操作部405は、情報の表示を行うとともに、ユーザからの情報入力も行う。表示操作部405は、例えばタッチパネルにより実現できる。
 上述した各装置(SIPサーバ100、Keyサーバ200、TA300、端末400)はいずれも、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、当該装置が有する機能は、コンピュータに内蔵されるCPUやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(可搬メモリ等)に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
 図6は、上記装置のハードウェア構成例を示す図である。図6の装置は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置1000、補助記憶装置1002、メモリ装置1003、CPU1004、インタフェース装置1005、表示装置1006、及び入力装置1007等を有する。なお、SIPサーバ100、Keyサーバ200、TA300においては、表示装置1006及び入力装置1007を備えないこととしてもよい。
 当該装置での処理を実現するプログラムは、例えば、CD-ROM又はメモリカード等の記録媒体1001によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体1001がドライブ装置1000にセットされると、プログラムが記録媒体1001からドライブ装置1000を介して補助記憶装置1002にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体1001より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置1002は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
 メモリ装置1003は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置1002からプログラムを読み出して格納する。CPU1004は、メモリ装置1003に格納されたプログラムに従って当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置1005は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置1006はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置1007はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。
 (システムの動作例1)
 次に、図7のシーケンス図を参照して、本実施の形態における通信システムの動作例1を説明する。動作例1では、端末400Aと端末400Bとの間で音声の秘匿通信を行う。以下の説明において、図2~図5で説明した各装置の機能部を適宜用いる。また、以下の説明では、端末400Aの各機能部をメディア通信部401A、呼制御部402A、鍵生成制御部403A、暗号・復号処理部404A、表示操作部405Aと表記し、端末400Bの各機能部をメディア通信部401B、呼制御部402B、鍵生成制御部403B、暗号・復号処理部404B、表示操作部405Bと表記する。
 まず、端末400Aのユーザが、端末400Bの電話番号を端末400Aに入力する等の電話をかける操作を行うと、端末400Aの鍵生成制御部403Aが、鍵生成のためのセッションを開始させるためのメッセージをKeyサーバ200に送信することにより、鍵生成のためのセッションを開始させる(S(ステップ)101)。当該メッセージには、セッションを識別するためのIDが含まれる。このIDをID-Sとする。また、当該メッセージは、共通鍵生成用情報の配信を要求するメッセージでもある。
 続いて、端末400Aの呼制御部402Aが、端末400Bへの呼接続要求に相当するInviteメッセージを送信する(S102)。このInviteメッセージには、既存方式の共通鍵(暗号化・復号で共通の鍵)であるKey1が含まれる。端末400Aの暗号・復号処理部404Aは、当該Key1を保持しており、Key1を用いて音声パケットを暗号化し、メディア通信部401Aにより当該暗号化音声パケットを送信することになる。また、S102におけるInviteメッセージの中に、S101でKeyサーバ200に通知したID‐Sが含まれていてもよい。
 なお、本実施の形態では、このように、共通鍵そのものをInviteメッセージで送信することを想定しているが、これは一例に過ぎない。例えば、Key1とKey2はそれぞれ、共通鍵生成のための部品であり、端末400Aと端末400BはそれぞれKey1とKey2から同じ共通鍵を生成することとしてもよい。
 Keyサーバ200が、端末400AからID―Sを含むメッセージを受信してから最初の共通鍵生成用情報の配信を行われるまでにはある程度の時間がかかる。そこで、本実施の形態では、迅速に秘匿通信を開始させるために、共通鍵生成用情報に基づく共通鍵が生成されるまでの間は既存方式の共通鍵を使用することとしている。
 SIPサーバ100は、端末400Aから送信されたInviteメッセージを受信し、当該Inviteメッセージを端末400Bに送信する(S103)。当該Inviteメッセージを受信した端末400Bにおいて、鍵生成制御部403Bは、多者間鍵共有技術に基づく共通鍵生成用情報を要求するメッセージをKeyサーバ200に送信する(S104)。当該メッセージには、S101で使用されたIDと同じID-Sが含まれる。
 また、端末400Bの暗号・復号処理部404Bは、受信したInviteメッセージに含まれるKey1をメモリ等に保持する。当該Key1は、端末400Aから受信する暗号化音声パケットの復号に使用される。また、Key1、Key2が共通鍵の部品である場合には、端末400Bの暗号・復号処理部404Bは、Key1、Key2から共通鍵を生成し、保持し、暗号化・復号に使用する。
 端末400Bから180 Ringingメッセージが送信され、当該メッセージを端末400Aが受信する(S105、S106)。
 その後、端末400Bのユーザが応答する操作を行うと、呼制御部402Bにより200 OKメッセージが送信される(S107)。当該200 OKメッセージには、端末400Bの暗号・復号処理部404Bが音声パケットを暗号化する際に使用する共通鍵であるKey2が含まれる。
 端末400Aが200 OKメッセージを受信する(S108)。端末400Aの暗号・復号処理部404Aは、200 OKメッセージに含まれるKey2を保持する。当該Key2は、端末400Bから受信する暗号化音声パケットの復号に使用される。また、Key1、Key2が共通鍵の部品である場合には、端末400Aの暗号・復号処理部404Aは、Key1、Key2から共通鍵を生成し、保持し、暗号化・復号に使用する。
 端末400Aによる200 OKメッセージ受信後、端末400Aのメディア通信部401Aと、端末400Bのメディア通信部401Bとの間で、Key1、Key2を使用した音声の秘匿通信が開始される(S109)。
 その後、S101で通知されたID-Sで識別されるセッションの共通鍵生成用情報(SecretKey-1)が、Kyeサーバ200の配信制御部201により端末400Aと端末400Bのそれぞれに送信される(S110、S111)。
 共通鍵生成用情報(SecretKey-1)を受信した端末400Aの鍵生成制御部403Aは、音声パケットの暗号化・復号に使用される共通鍵(SevretKey-1´)を生成する(S112)。同様に、共通鍵生成用情報(SecretKey-1)を受信した端末400Bの鍵生成制御部403Bは、音声パケットの暗号化・復号に使用される共通鍵(SevretKey-1´)を生成する(S113)。
 また、端末400Aの鍵生成制御部403Aは、共通鍵(SevretKey-1´)の生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージをKeyサーバ200に送信する(S114)。同様に、端末400Bの鍵生成制御部403Bは、共通鍵(SevretKey-1´)の生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージをKeyサーバ200に送信する(S115)。
 Keyサーバ200の配信制御部201は、ID-Sで識別される同じ鍵生成セッションを実行する端末400Aと端末400Bの両方から鍵生成完了メッセージを受信したことを検知すると、ID-Sで識別される同じ鍵生成セッションを実行する端末400Aと端末400Bの両方において鍵生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージを端末400Aと端末400Bのそれぞれに送信する(S116、S117)。
 S116で鍵生成完了メッセージを受信した端末400Aにおいて、鍵生成制御部403Aは、セッションの相手側(つまり端末400B)で共通鍵の生成が完了したので当該共通鍵を使用した暗号化通信が可能になったと判断し、使用する共通鍵をKey1/Key2から共通鍵(SevretKey-1´)に切り替えるよう暗号・復号処理部404Aに指示する。同様に、S117で鍵生成完了メッセージを受信した端末400Bにおいて、鍵生成制御部403Bは、セッションの相手側(つまり端末400A)で共通鍵の生成が完了したので当該共通鍵を使用した暗号化通信が可能になったと判断し、使用する共通鍵をKey1/Key2から共通鍵(SevretKey-1´)に切り替えるよう暗号・復号処理部404Bに指示する。
 上記の鍵切り替え処理の結果、S118において、共通鍵(SevretKey-1´)を使用した音声の秘匿通信がなされる。具体的には、端末400Aの暗号・復号処理部404Aは、送信する音声パケットを共通鍵(SevretKey-1´)を使用して暗号化し、受信する暗号化音声パケットを共通鍵(SevretKey-1´)を使用して復号する。同様に、端末400Bの暗号・復号処理部404Bは、送信する音声パケットを共通鍵(SevretKey-1´)を使用して暗号化し、受信する暗号化音声パケットを共通鍵(SevretKey-1´)を使用して復号する。
 例えば予め定めた時間間隔で、Keyサーバ200が各端末400に更新された共通鍵生成用情報を送信することにより、各端末は、更新された共通鍵を生成する。
 例えば、Keyサーバ200のデータ格納部202には、鍵生成のセッション毎に、共通鍵生成用情報を送信した時刻、鍵生成が完了したと判断した時刻(例:セッションに参加する全端末に鍵生成完了メッセージを送信完了した時刻等)、更新を行った時刻等が、状態情報として格納されている。
 本例では、一例として、Keyサーバ200の配信制御部201は、データ格納部202の状態情報を参照することにより、鍵生成が完了したと判断した時刻から予め定めた時間である時間Tが経過した時点で、更新された共通鍵生成用情報を各端末400に配信する。
 図7に示す例においては、Keyサーバ200の配信制御部201は、S116、S117の時刻(便宜上、同時刻とする)から時間Tが経過したことを検知すると、更新された共通鍵生成用情報であるSecretKey-2を端末400A及び端末400Bに送信する(S119、S120)。なお、更新は時間T間隔で繰り返し行われるので、図7では、それを表現するために「SecretKey―n」と記述している。以降、「SecretKey―n」を使用する。
 共通鍵生成用情報(SecretKey-n)を受信した端末400Aの鍵生成制御部403Aは、音声パケットの暗号化・復号に使用する共通鍵(SevretKey-n´)を生成する(S121)。同様に、共通鍵生成用情報(SecretKey-n)を受信した端末400Bの鍵生成制御部403Bは、音声パケットの暗号化・復号に使用する共通鍵(SevretKey-n´)を生成する(S122)。
 また、端末400Aの鍵生成制御部403Aは、共通鍵(SevretKey-n´)の生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージをKeyサーバ200に送信する(S123)。同様に、端末400Bの鍵生成制御部403Bは、共通鍵(SevretKey-n´)の生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージをKeyサーバ200に送信する(S124)。
 Keyサーバ200の配信制御部201は、ID-Sで識別される同じ鍵生成セッションを実行する端末400Aと端末400Bの両方から鍵生成完了メッセージを受信したことを検知すると、ID-Sで識別される同じ鍵生成セッションを実行する端末400Aと端末400Bの両方において鍵生成が完了したことを示す鍵生成完了メッセージを端末400Aと端末400Bのそれぞれに送信する(S125、S126)。
 S125で鍵生成完了メッセージを受信した端末400Aにおいて、鍵生成制御部403Aは、端末400Bで共通鍵の生成が完了したので当該共通鍵を使用した暗号化通信が可能になったと判断し、使用する共通鍵を共通鍵(SecretKey-(n-1)´)から共通鍵(SecretKey-n´)に切り替えるよう暗号・復号処理部404Aに指示する。同様に、S126で鍵生成完了メッセージを受信した端末400Bにおいて、鍵生成制御部403Bは、端末400Aで更新した共通鍵の生成が完了したので当該共通鍵を使用した暗号化通信が可能になったと判断し、使用する共通鍵を共通鍵(SecretKey-(n-1)´)から共通鍵(SecretKey-n´)に切り替えるよう暗号・復号処理部404Bに指示する。
 上記の鍵切り替え処理の結果、S127において、共通鍵(SevretKey-n´)を使用した音声の秘匿通信がなされる。
 なお、上記のシーケンスは一例である。例えば、各端末400は、更新された共通鍵を生成した後、Keyサーバ200からの鍵生成完了メッセージを受信したかどうかにかかわらずに、所定時間経過後に共通鍵を切り替えることとしてもよい。この方法は、既存方式の共通鍵を、多者間鍵共有技術に基づく共有鍵に切り替える場合にも適用できる。また、TA300においても適用できる。
 その後、端末400Aのユーザが通話を終了させる操作を行うことにより、byeメッセージが送信され(S128、S129)、200 OKメッセージが端末400Bから返される(S130、S131)。また、鍵生成のセッションを開放するためのメッセージが、端末400Aと400BのそれぞれからKeyサーバ200に送信される(S132、S133)。
 上述した処理において、例えば、共通鍵生成用情報(SecretKey-1´)を配送した後に、Keyサーバ200が故障し、更新した共通鍵生成用情報を送信できない状況を想定する。
 本実施の形態では、端末400Aの鍵生成制御部403Aは、Keyサーバ200と同様に、鍵生成完了時刻からの経過時間を計時している。例えば、端末400Aの鍵生成制御部403Aは、鍵生成完了時刻から時間Tが経過しても更新した共通鍵生成用情報を受信しない場合には、現時点の最新の共通鍵(ここではSecretKey-1)を継続して使用するよう暗号・復号処理部404Aに指示する。この指示に基づき、暗号・復号処理部404Aは継続して当該共通鍵を使用する。また、端末400Aの鍵生成制御部403Aは、鍵生成完了時刻から時間Tが経過しても更新した共通鍵生成用情報を受信しない場合には、既存方式の共通鍵(Key1/Key2)を使用することを決定し、現在の共通鍵を既存方式の共通鍵(Key1/Key2)に切り替えるよう暗号・復号処理部404Aに指示することとしてもよい。これらの動作は端末400Bにおいても同様である。
 また、端末400は、音声通信が、秘匿通信か否かを表示操作部405上に表示することとしてもよい。例えば、暗号・復号処理部404が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行う場合において、暗号・復号処理部404がそのことを示す情報を表示操作部405に通知し、表示操作部405は、秘匿通信が行われていることを示す情報を表示する。また、例えば、暗号・復号処理部404が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行わない場合において、暗号・復号処理部404はそのことを示す情報を表示操作部405に通知し、表示操作部405は、秘匿通信が行われていないことを示す情報を表示する。
 また、暗号・復号処理部404が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行う場合において、暗号・復号処理部404が、共通鍵の種類(既存方式の共通鍵、多者間鍵共有技術を使用した共通鍵)を表示操作部405に通知し、表示操作部405は、秘匿通信が行われていることと、暗号化の種類(例:既存方式、多者間鍵共有方式等)を示す情報を表示することとしてもよい。
 また、端末400において、例えば呼制御部402は、ユーザから宛先の電話番号が入力された後に、秘匿通信を行うか、秘匿を行わない通常の通信を行うかを選択するための情報を表示操作部405に表示し、ユーザによる選択に従って、秘匿通信を行うか、秘匿を行わない通常の通信を行うかを決定してもよい。
  (システムの動作例2)
 次に、図8のシーケンス図を参照して、本実施の形態における通信システムの動作例2を説明する。動作例2では、TA300の配下の電話機10(一般的なIP電話機)と端末400Bとの間で音声の秘匿通信を行う。ただし、電話機10は秘匿通信機能を持たないので、TA300が電話機10の代わりに音声パケットの暗号化・復号処理を行う。TA300と電話機10との間で送受信される音声パケットは暗号化されていないが、通常、TA300と電話機10との間は、社内のLAN等のプライベート網で接続されており、インターネット等の公のネットワークを通らないので秘匿性が高く、特に問題にはならない。
 TA300と端末400Bとの間のシーケンスは、図7を参照して説明した端末400Aと端末400Bとの間のシーケンスと基本的に同じである。以下、主に、TA300と電話機10との間のシーケンスに関わる部分の処理内容を説明する。
 電話機10のユーザが端末400Bの電話番号を電話機10に入力する等の電話をかける操作を行うと、電話機10はInviteメッセージを送信する(S201)。
 当該Inviteメッセージを受信したTA300において、鍵生成制御部303が、共通鍵生成用情報を要求するメッセージをKeyサーバ200に送信する(S101)。S102~S106を経て、TA300は、S106により受信した180 Ringingメッセージを電話機10に転送する(S202)。また、TA300は、S108で受信した200 OKメッセージからKey2を除いた200 OKメッセージを電話機10に転送する(S203)。
 その後、電話機10と端末400Bとの間で音声により通信が実行される(S204、S108)。より具体的には、TA300の暗号・復号処理部304は、電話機10から受信した音声パケットを既存方式の共通鍵を用いて暗号化し、メディア通信部301が暗号化音声パケットを端末400Bに送信する。また、TA300の暗号・復号処理部304は、端末400Bから受信した暗号化音声パケットを既存方式の共通鍵を用いて復号し、メディア通信部301が、復号された音声パケットを電話機10に送信する。
 その後、図7を参照して説明したとおりに、TA300と端末400Bとの間の秘匿通信に関する共通鍵の更新が実行される。ただし、電話機10は当該更新を認識せず、通常の音声パケットの送受信を継続する(S205、S206)。その後、音声の通信が終了する(S207、S208)。
 上述した処理において、例えば、共通鍵生成用情報(SecretKey-1´)を配送した後に、Keyサーバ200が故障し、更新した共通鍵生成用情報を送信できない状況を想定する。
 本実施の形態では、TA300の鍵生成制御部303は、Keyサーバ200と同様に、鍵生成完了時刻からの経過時間を計時している。例えば、TA300の鍵生成制御部303は、鍵生成完了時刻から時間Tが経過しても更新した共通鍵生成用情報を受信しない場合には、現時点の最新の共通鍵(ここではSecretKey-1)を継続して使用するよう暗号・復号処理部304に指示する。この指示に基づき、暗号・復号処理部304は継続して当該共通鍵を使用する。また、TA300の鍵生成制御部303は、鍵生成完了時刻から時間Tが経過しても更新した共通鍵生成用情報を受信しない場合に、既存方式の共通鍵を使用することを決定し、現在の共通鍵を既存方式の共通鍵に切り替えるよう暗号・復号処理部304に指示することとしてもよい。これらの動作は端末400Bにおいても同様である。
 また、TA300は、音声通信が、秘匿通信か否かを配下の電話機10に通知し、電話機10に表示させることとしてもよい。例えば、暗号・復号処理部304が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行う場合において、暗号・復号処理部304がそれ示す情報を電話機10に通知し、電話機10は、秘匿通信が行われていることを示す情報を表示する。また、例えば、暗号・復号処理部304が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行わない場合において、暗号・復号処理部304はそれ示す情報を電話機10に通知し、電話機10は、秘匿通信が行われていないことを示す情報を表示することとしてもよい。
 また、暗号・復号処理部303が、共通鍵を使用して音声パケットの暗号化/復号を行う場合において、暗号・復号処理部304が、共通鍵の種類(既存方式の共通鍵、多者間鍵共有技術を使用した共通鍵)を電話機10に通知し、電話機10は、秘匿通信が行われていることと、暗号化の種類(例:既存方式、多者間鍵共有方式等)を示す情報を表示することとしてもよい。
 (SIPサーバ100による通信制御例)
 次に、SIPサーバ100による通信制御例を図9を参照して説明する。
 この例では、電話機10のユーザは、音声の通信相手の端末が秘匿通信可能かどうかを把握していない。この場合、仮に、電話機10から秘匿通信不可の端末への発信がなされた場合において、秘匿通信を行うことができないので、そのような通信は制限される。具体的には下記のとおりである。
 図9に示すように、電話機10から、通信相手の電話番号を宛先として含むInviteメッセージが送信される(S301)。当該Inviteメッセージを受信したTA300において、呼制御部302が、当該Inviteメッセージに含まれる宛先の電話番号を含む問い合わせメッセージをSIPサーバ100に送信する(S302)。
 SIPサーバのデータ格納部102には、例えば図10に示すように、電話番号と、当該電話番号を持つ端末がサポートする機能とを対応付けたテーブルが格納されている。
 図9に戻り、S302で宛先の電話番号を含む問い合わせメッセージを受信したSIPサーバ100における呼制御部101は、当該宛先の電話番号に基づき図10に示したテーブルを検索することにより、当該宛先の電話番号の端末が秘匿通信機能を持つか否かを判定する(S303)。
 そして、SIPサーバ100における呼制御部101は、判定結果を示す回答メッセージをTA300に返す(S304)。回答メッセージが「秘匿通信機能有り」を示す場合には、図8に示したS101以降の処理が実行され、秘匿通信が実施される。
 回答メッセージが「秘匿通信機能無し」を示す場合には、例えば、TA300の呼制御部302は、当該電話番号の端末との通信は不可であることを示すメッセージを電話機10に通知し、電話機10は、当該メッセージを表示する。また、呼接続処理は継続されない。
 あるいは、回答メッセージが「秘匿通信機能無し」を示す場合に、TA300の呼制御部302は、当該電話番号の端末との通信は秘匿通信ではないことを示すメッセージを電話機10に通知し、秘匿を行わない呼接続処理を継続してもよい。秘匿通信ではないことを示すメッセージを表示する電話機10のユーザは、秘匿通信ではないことを認識して通話を行うことができる。
 TA300を使用しない端末間の通信において、例えば、SIPサーバ100の呼制御部101がデータ格納部102のテーブルを参照することにより、端末400Aの発信先の電話番号の端末が秘匿通信機能を有しない端末であると判断した場合には、呼接続処理を中止して、着信をさせないこととしてもよい。
 また、端末400も、上記のTA300が有する問い合わせ機能と同様の機能を有することとしてもよい。例えば、図7で示した処理において、S101の前の段階で、端末400Aの呼制御部402Aは、ユーザにより入力された宛先の電話番号を含む問い合わせメッセージをSIPサーバ100に送信し、SIPサーバ100から判定結果を示す回答メッセージを受信する。回答メッセージが「秘匿通信機能有り」を示す場合には、図7に示したS101以降の処理が実行され、秘匿通信が実施される。
 回答メッセージが「秘匿通信機能無し」を示す場合には、例えば、端末400Aの呼制御部402は、当該電話番号の端末との通信は不可であることを示すメッセージを表示し、呼制御処理を停止する。あるいは、回答メッセージが「秘匿通信機能無し」を示す場合において、端末400Aの呼制御部402Aは、当該電話番号の端末との通信は秘匿通信ではないことを示すメッセージを表示し、秘匿を行わない呼接続処理を継続してもよい。秘匿通信ではないことを示すメッセージを見たユーザは、秘匿通信ではないことを認識して通話を行うことができる。
 また、SIPサーバ100は、端末間で秘匿通信が行われることを検知した場合において、各種の転送機能の使用を許可しないこととしてもよい。他のユーザが成りすましで通話できてしまうことを防止するためである。例えば、図7の例において、S102でInviteメッセージを受信したSIPサーバ100は、データ格納部102に格納されている情報に基づいて、発信元の電話番号と宛先の電話番号の両方が秘匿通信機能を持つことを検出すると、当該Inviteメッセージにより確立される呼は秘匿通信になると判断する。その後、例えば、Inviteメッセージを受信した端末400Bからの操作により、SIPサーバ100の呼制御部101が、Inviteメッセージに係る呼を端末400B以外の端末に転送する指示を受けたとしても、呼制御部101は、当該指示に従わずに、転送を行わない。転送を行わない場合、例えば、図7に示した呼接続処理が継続されることとしてもよいし、呼接続処理を停止することとしてもよい。
 <実施の形態のまとめ>
 以上、説明したように、本実施の形態では、既存方式の共通鍵(例えばSDES)を用いて先に暗号化通信を開始し、その裏で、通信路に鍵を流さない方式(例えば、多者間鍵共有方式、ZRTP、IKE)で共通鍵を生成し、当該共通鍵が生成された後に、鍵を切り替えることとしたので、迅速にセキュアな通信を開始できる。
 本実施の形態において、以下の通信装置、通信方法、及びプログラムが提供される。
(第1項)
 呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置であって、
 前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求する鍵生成手段と、
 前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立する呼制御手段と、
 第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う通信手段とを備え、
 前記鍵生成手段は、前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該第1共通鍵が生成された後に、前記第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う
 ことを特徴とする通信装置。
(第2項)
 前記鍵生成手段は、更新された共通鍵生成用情報である更新共通鍵生成用情報を前記鍵情報配信装置から受信した場合に、当該更新共通鍵生成用情報を使用して、更新された第1共通鍵である更新第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該更新第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う
 ことを特徴とする第1項に記載の通信装置。
(第3項)
 前記鍵生成手段が、前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成した後に、所定時間が経過しても、前記更新共通鍵生成用情報を前記鍵情報配信装置から受信しない場合において、前記通信手段は、前記第1共通鍵又は前記第2共通鍵を使用してメディアパケットの暗号化を実行する
 ことを特徴とする第2項に記載の通信装置。
(第4項)
 前記呼制御手段は、前記他の通信装置の電話番号を含む問い合わせメッセージを前記呼制御装置に送信し、当該呼制御装置から、前記他の通信装置が秘匿通信機能を有することを示す回答情報を受信した場合に、前記呼接続を確立するための処理を実行する
 ことを特徴とする第1項ないし第3項のうちいずれか1項に記載の通信装置。
(第5項)
 前記通信手段は、秘匿通信機能を有しない端末から受信したメディアパケットを暗号化して前記他の通信装置に送信し、前記他の通信装置から受信した暗号化されたメディアパケットを復号して前記秘匿通信機能を有しない端末に送信する
 ことを特徴とする第1項ないし第4項のうちいずれか1項に記載の通信装置。
(第6項)
 呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置が実行する通信方法であって、
 前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求するステップと、
 前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立するステップと、
 第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行うステップと、
 前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成した後に、当該第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行うステップと
 を備えることを特徴とする通信方法。
(第7項)
 コンピュータを、第1項ないし第5項のうちいずれか1項に記載の前記通信装置における各手段として機能させるためのプログラム。
 SIPサーバ100、Keyサーバ200はそれぞれ、呼制御装置、鍵情報配信装置の例である。鍵生成制御部303、403は、鍵生成手段の例である。呼制御部302、402は、呼制御手段の例である。メディア通信部301、401、暗号・復号処理部304、404は、通信手段の例である。
 以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
 本特許出願は2017年9月25日に出願した日本国特許出願第2017-183990号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2017-183990号の全内容を本願に援用する。
100 SIPサーバ
200 Keyサーバ
300 TA
400 端末
500 ネットワーク
101 呼制御部
102 データ格納部
201 配信制御部
202 データ格納部
301 メディア通信部
302 呼制御部
303 鍵生成制御部
304 暗号・復号処理部
401 メディア通信部
402 呼制御部
403 鍵生成制御部
404 暗号・復号処理部
405 表示操作部
1000 ドライブ装置
1001 記録媒体
1002 補助記憶装置
1003 メモリ装置
1004 CPU
1005 インタフェース装置
1006 表示装置
1007 入力装置

Claims (7)

  1.  呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置であって、
     前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求する鍵生成手段と、
     前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立する呼制御手段と、
     第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う通信手段とを備え、
     前記鍵生成手段は、前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該第1共通鍵が生成された後に、前記第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う
     ことを特徴とする通信装置。
  2.  前記鍵生成手段は、更新された共通鍵生成用情報である更新共通鍵生成用情報を前記鍵情報配信装置から受信した場合に、当該更新共通鍵生成用情報を使用して、更新された第1共通鍵である更新第1共通鍵を生成し、前記通信手段は、当該更新第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行う
     ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3.  前記鍵生成手段が、前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成した後に、所定時間が経過しても、前記更新共通鍵生成用情報を前記鍵情報配信装置から受信しない場合において、前記通信手段は、前記第1共通鍵又は前記第2共通鍵を使用してメディアパケットの暗号化を実行する
     ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4.  前記呼制御手段は、前記他の通信装置の電話番号を含む問い合わせメッセージを前記呼制御装置に送信し、当該呼制御装置から、前記他の通信装置が秘匿通信機能を有することを示す回答情報を受信した場合に、前記呼接続を確立するための処理を実行する
     ことを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の通信装置。
  5.  前記通信手段は、秘匿通信機能を有しない端末から受信したメディアパケットを暗号化して前記他の通信装置に送信し、前記他の通信装置から受信した暗号化されたメディアパケットを復号して前記秘匿通信機能を有しない端末に送信する
     ことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載の通信装置。
  6.  呼制御装置、及び鍵情報配信装置を有する通信システムにおいて使用される通信装置が実行する通信方法であって、
     前記通信装置が他の通信装置との間でメディア通信を行う場合において、前記鍵情報配信装置に対して、第1共通鍵の生成のための共通鍵生成用情報を要求するステップと、
     前記呼制御装置に対して呼接続要求メッセージを送信することにより、前記通信装置と前記他の通信装置との間に呼接続を確立するステップと、
     第2共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行うステップと、
     前記鍵情報配信装置から受信する前記共通鍵生成用情報を使用して前記第1共通鍵を生成した後に、当該第1共通鍵を使用して暗号化されたメディアパケットの送受信を行うステップと
     を備えることを特徴とする通信方法。
  7.  コンピュータを、請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載の前記通信装置における各手段として機能させるためのプログラム。
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